DE102014116422A1

DE102014116422A1 - Aufnahme für einen Gassack mit einer Schichtstruktur

Info

Publication number: DE102014116422A1
Application number: DE102014116422.9A
Authority: DE
Inventors: Holger Zang
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2014-11-11
Filing date: 2014-11-11
Publication date: 2016-05-12

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufnahme (1) für einen aufblasbaren Gassack eines Gassackmoduls mit ein inneres Volumen (2) begrenzenden Seitenwänden (3) und einem das innere Volumen (2) begrenzenden Bodenabschnitt (4), die aus einer stoffschlüssig verbundenen, einen Kunststoff enthaltenen, mindestens eine Öffnung (5) aufweisenden Materialstruktur gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialstruktur zumindest einen mindestens eine Öffnung (5) aufweisenden Verstärkungsbereich (6) mit mindestens einer ersten Schicht (7) und einer zweiten Schicht (8) umfasst, die jeweils in eine Richtung ausgerichtete Verstärkungsfasern (9) und zumindest eine von der Öffnung (5) ausgehende Bindenaht aufweisen, wobei die Verstärkungsfasern (6) und die Bindenaht der ersten Schicht (7) in eine andere Richtung ausgerichtet sind als die Verstärkungsfasern (6) und die Bindenaht der zweiten Schicht (8).

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufnahme für einen aufblasbaren Gassack eines Gassackmoduls mit ein inneres Volumen begrenzenden Seitenwänden und einem das innere Volumen begrenzenden Bodenabschnitt, die aus einer stoffschlüssig verbundenen, einen Kunststoff enthaltenen, mindestens eine Öffnung aufweisenden Materialstruktur gebildet sind.
Eine Aufnahme mit den vorgenannten Merkmalen ist aus der DE 10 2007 047 295 A1 bekannt. Die Materialstruktur dieser Aufnahme umfasst eine aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildete Verstärkungsstruktur, die ursprünglich die Form einer Platte hatte. Die Verstärkungsstruktur ist zusammenhängend sowohl in zwei Seitenwänden, als auch in dem Bodenabschnitt der Aufnahme ausgebildet. Zur Herstellung einer solchen Aufnahme wird ein Kunststoff an die Verstärkungsstruktur angespritzt.
Zur Ausbildung der Öffnung wird ein entsprechendes Loch in die Verstärkungsstruktur geschnitten, was allerdings einen zusätzlichen Arbeitsschritt erfordert und unnötig Material verbraucht. Alternativ kann die Öffnung schon beim Herstellen der Verstärkungsstruktur erzeugt werden, was allerdings mit dem Nachteil verbunden ist, dass während des Spritzprozesses der Kunststoff das für die Ausbildung der Öffnung in der Kavität angeordnete Formteil umströmt, wodurch auf einer der Einspritzdüse gegenüberliegenden Seite beim Zusammentreffen der das Formteil umströmenden Kunststoffströme eine Bindenaht ausgebildet wird. Entlang dieser Bindenaht ist die Verstärkungsstruktur geschwächt, was insbesondere im Auslösefall des Gassackes zu einer Zerstörung der Aufnahme führen könnte, welche im schlimmsten Fall den Aufblasvorgang des Gassackes behindert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die mit Bezug zum Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere eine Aufnahme für einen aufblasbaren Gassack eines Gassackmoduls anzugeben, dessen Stabilität erhöht ist, der aber gleichzeitig einfach und kostengünstig herzustellen ist.
Gelöst werden diese Aufgaben durch eine Aufnahme und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Aufnahme und des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung angegeben, wobei Merkmale der vorteilhaften Weiterbildungen in technologisch sinnvoller Weise beliebig miteinander kombinierbar sind.
Gelöst werden diese Aufgaben insbesondere durch eine Aufnahme mit den eingangs genannten Merkmalen, wobei die Materialstruktur zumindest einen mindestens eine Öffnung aufweisenden Verstärkungsbereich mit mindestens einer ersten Schicht und einer zweiten Schicht umfasst, die jeweils in eine Richtung ausgerichtete Verstärkungsfasern und zumindest eine von der Öffnung ausgehende Bindenaht aufweisen, wobei die Verstärkungsfasern und die Bindenaht der ersten Schicht in eine andere Richtung ausgerichtet sind als die Verstärkungsfasern und die Bindenaht der zweiten Schicht.
Alle stoffschlüssig miteinander verbundenen Bereiche der Aufnahme werden durch die Materialstruktur gebildet. Gegebenenfalls wird somit auch ein die Seitenwände umlaufender Rand durch die Materialstruktur gebildet, in dem gegebenenfalls eine Öffnung angeordnet sein kann. Zumindest eine der einen oder mehreren Öffnungen in der Materialstruktur ist von dem Verstärkungsbereich umgeben.
Der Verstärkungsbereich ist durch eine Schichtstruktur mit zumindest der ersten Schicht und der zweiten Schicht gebildet. Der Verstärkungsbereich kann mindestens eine weitere Schicht umfassen, die oberhalb, unterhalb oder zwischen der ersten und zweiten Schicht ausgebildet ist. Insbesondere kann auch diese weitere Schicht Verstärkungsfasern umfassen, die zumindest zu Verstärkungsfasern der ersten Schicht oder der zweiten Schicht schräg ausgerichtet sind.
Die unterschiedliche Orientierung der Verstärkungsfasern der ersten und zweiten Schicht wird bei der Herstellung dadurch erreicht, dass der die Verstärkungsfasern enthaltene, geschmolzene Kunststoff aus unterschiedlichen Richtungen in die entsprechende Kavität gespritzt wird, wobei die Schichten nacheinander in einer übereinander angeordneten Ausbildung hergestellt werden. Da die vorliegende Erfindung vorsieht, dass die Öffnung während der Herstellung der Schichten ausgebildet wird, ist eine von der Öffnung ausgehende Bindenaht jeweils auf der der entsprechenden Einspritzdüse gegenüberliegenden Seite der Öffnung ausgebildet, wobei die Öffnung durch ein in der Kavität angeordnetes Formteil beim Spritzgießen freigehalten wird. Da die unterschiedlichen Schichten aus unterschiedlichen Richtungen gespritzt werden, sind auch die auf der der jeweiligen Einspritzdüse gegenüberliegenden Seite des Formteils ausgebildeten Bindenähte der jeweiligen Schichten unterschiedlich orientiert.
Durch die unterschiedliche Ausrichtung der Verstärkungsfasern ist die Festigkeit der Materialstruktur im Verstärkungsbereich erhöht. Da die Bindenähte der Schichten nicht übereinander liegen und auch keine gleichgerichtete Orientierung aufweisen, ist auch keine durch die gesamte Verstärkungsbereich hindurchgehende Bindenaht ausgebildet, so dass eine eventuelle Schwachstelle im Bereich einer umspritzten Öffnung beseitigt ist.
Es kann vorgesehen sein, dass der Verstärkungsbereich mindestens eine dritte Schicht umfasst, die keine Verstärkungsfasern enthält, wobei diese dritte Schicht auch zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht ausgebildet sein kann. In Abhängigkeit an die gestellten Anforderungen kann durch die dritte Schicht die mechanischen Eigenschaften des Verstärkungsbereichs geändert werden.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass sich die Verstärkungsfasern der ersten Schicht zumindest in einer Eigenschaft von den Verstärkungsfasern der zweiten Schicht unterscheiden. Die sich unterscheidenden Eigenschaften der Verstärkungsfasern ist mindestens eine der folgenden: Zusammensetzung, Durchmesser, Länge und Dichte. Eine Anpassung des Verstärkungsbereichs an die gestellten mechanischen Anforderungen ist somit einfach möglich.
Es kann zwar vorgesehen sein, dass alle Schichten des Verstärkungsbereiches die gleiche Dicke aufweisen, es ist aber bevorzugt, dass sich die Dicke der ersten Schicht von der Dicke der weiteren Schichten unterscheidet. Auch die weiteren Schichten können sich in ihrer Dicke voneinander unterscheiden. Somit ist ein weiterer Parameter gegeben, um die mechanischen Eigenschaften des Verstärkungsbereichs zu beeinflussen.
Die Aufgaben werden zudem gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Aufnahme, insbesondere zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Aufnahme für einen aufblasbaren Gassack eines Gassackmoduls, umfassend zumindest die folgenden Schritte:

– Herstellen einer ersten Schicht durch Einspritzen eines Verstärkungsfasern enthaltenen Kunststoffes aus einer ersten Richtung in eine Form, in welcher ein zur Ausbildung einer Öffnung ausgebildetes Formteil angeordnet ist, welches von dem Verstärkungsfasern enthaltenden Kunststoff beim Einspritzen umströmt wird,
– Herstellen einer zweiten Schicht durch Einspritzen eines Verstärkungsfasern enthaltenen Kunststoffes in eine die erste Schicht enthaltene Form aus einer zur ersten Richtung verschiedenen, zweiten Richtung, wobei ein die Öffnung ausbildendes Formteil von dem Verstärkungsfasern enthaltenden Kunststoff beim Einspritzen umströmt wird,
– Ausbilden eines Bodenabschnitts,
– Ausbilden von stoffschlüssig mit dem Bodenabschnitt verbundenen Seitenwänden.

Die angegebenen Schritte können in beliebiger Reihenfolge und insbesondere auch zumindest teilweise gleichzeitig durchgeführt werden.
Bevorzugt ist, dass zunächst der Bodenabschnitt als ein die erste Schicht und die zweite Schicht umfassender Verstärkungsbereich mit einer darin angeordneten Öffnung durch das entsprechende Spritzen des die Verstärkungsfasern enthaltenden Kunststoffes hergestellt wird und später die Seitenwände unter Verwendung eines Kunststoffes ohne Verstärkungsfasern an den Bodenabschnitt angespritzt werden.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass der die erste Schicht und zweite Schicht umfassende Verstärkungsbereich sowohl in dem Bodenabschnitt als auch in den Seitenwänden während des Spritzgießens hergestellt wird.
Insbesondere wird nach Einspritzen der ersten Schicht in eine von einem Kern einseitig begrenzte Kavität der Kern zurückgezogen, um die zweite Schicht in eine von dem Kern freigegebene Kavität einzuspritzen.
Alle Schritte des Verfahrens können bevorzugt in einem Werkzeug erfolgen.
Zur Herstellung der Aufnahme kann auch vorgesehen sein, dass ein Rohling in ein Spritzwerkzeug eingelegt wird und Kunststoff zur Ausbildung der Aufnahme an den Rohling angespritzt wird. Hierbei kann der Rohling entweder die erste und zweite, die Verstärkungsfasern mit unterschiedlicher Orientierung aufweisenden Schichten enthalten und dann insbesondere ein Kunststoff ohne Verstärkungsfasern angespritzt werden oder der Rohling kann aus einem geeigneten Material bestehen, wobei zumindest eine die Verstärkungsfasern aufweisende Schicht an oder um den Rohling gespritzt wird.
Merkmale, welche in Bezug zu der erfindungsgemäßen Aufnahme offenbart sind, sind in technologisch sinnvoller Weise beliebig mit Merkmalen kombinierbar, die in Bezug zu dem erfindungsgemäßen Verfahren offenbart sind und umgekehrt.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden im Folgenden anhand der Figuren beispielhaft erläutert, wobei darauf hinzuweisen ist, dass die Figuren eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigen schematisch:
1 eine Aufnahme für einen aufblasbaren Gassack und
2 einen Verstärkungsbereich der Aufnahme.
In 1 ist eine Aufnahme 1 für einen aufblasbaren Gassack eines Gassackmoduls dargestellt. Die Aufnahme 1 umfasst Seitenwände 3, an denen ein umlaufender Rand 11 ausgebildet ist. Die Aufnahme 1 umfasst ferner einen Bodenabschnitt 4, der stoffschlüssig mit den Seitenwänden 3 ausgebildet ist. Der Bodenabschnitt 4 und die Seitenwände 3 begrenzen ein Volumen 2. In dem Bodenabschnitt 4 ist eine Öffnung 5 ausgebildet, durch die beispielsweise ein Gasgenerator in die Aufnahme 1 eingeführt sein kann. Der die Öffnung 5 umgebende Bereich ist als Verstärkungsbereich 6 bezeichnet, und weist einen im Folgenden näher beschriebenen Schichtaufbau auf.
Wie aus 2 hervorgeht, weist der Verstärkungsbereich 6 einen Schichtaufbau aus einer ersten Schicht 7 und einer zweiten Schicht 8 sowie aus einer dritten Schicht 10 auf. Die Schichten 7, 8 und 10 weisen jeweils Verstärkungsfasern 9 auf, wobei die Verstärkungsfasern 9 der ersten Schicht 7 und der dritten Schicht 10 parallel zueinander orientiert sind und in einem rechten Winkel zu den Verstärkungsfasern 9 der zweiten Schicht 8 ausgerichtet sind. Diese jeweils unterschiedliche Orientierung der Verstärkungsfasern 9 der Schichten 7, 8 und 10 entsteht durch unterscheidende Einspritzrichtungen beim Ausbilden der Schichten 7, 8, 10. Die Schichten 7, 8 und 10 werden nacheinander in einem Spritzwerkzeug hergestellt.
Wird beim Spritzprozess ein Formteil zum Erzeugen der Öffnung 5 in dem Verstärkungsbereich 6 in der von dem Kunststoff auszufüllenden Kavität gehalten, so entsteht auf der der entsprechenden Einspritzdüse gegenüberliegenden Seite des Formteils beim Einspritzen des Kunststoffs eine Bindenaht. Da der Kunststoff zur Herstellung der ersten Schicht aus einer anderen Richtung in seine Kavität eingespritzt wird als der Kunststoff zur Herstellung der zweiten Schicht in die dafür vorgesehene Kavität, sind die Bindenähte der ersten Schicht 7 und der zweiten Schicht 8 an zueinander versetzten Stellen der Öffnung 5 ausgebildet. Dies hat zur Folge, dass die Bindenähte der Schichten 7, 8, 10 des gesamten Verstärkungsbereichs 6 nicht übereinander liegen und somit eine höhere Stabilität des Verstärkungsbereichs 6 gegeben ist.
Bezugszeichenliste

1: Aufnahme
2: Volumen
3: Seitenwand
4: Bodenabschnitt
5: Öffnung
6: Verstärkungsbereich
7: erste Schicht
8: zweite Schicht
9: Verstärkungsfaser
10: dritte Schicht

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

DE 102007047295 A1 [0002]

Claims

Aufnahme (1) für einen aufblasbaren Gassack eines Gassackmoduls mit ein inneres Volumen (2) begrenzenden Seitenwänden (3) und einem das innere Volumen (2) begrenzenden Bodenabschnitt (4), die aus einer stoffschlüssig verbundenen, einen Kunststoff enthaltenen, mindestens eine Öffnung (5) aufweisenden Materialstruktur gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialstruktur zumindest einen mindestens eine Öffnung (5) aufweisenden Verstärkungsbereich (6) mit mindestens einer ersten Schicht (7) und einer zweiten Schicht (8) umfasst, die jeweils in eine Richtung ausgerichtete Verstärkungsfasern (9) und zumindest eine von der Öffnung (5) ausgehende Bindenaht aufweisen, wobei die Verstärkungsfasern (6) und die Bindenaht der ersten Schicht (7) in eine andere Richtung ausgerichtet sind als die Verstärkungsfasern (6) und die Bindenaht der zweiten Schicht (8).
Aufnahme (1) nach Anspruch 1, wobei der Verstärkungsbereich (6) mindestens eine dritte Schicht (10) umfasst, die keine Verstärkungsfasern (9) enthält.
Aufnahme (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Verstärkungsfasern (9) der ersten Schicht (7) zumindest in einer Eigenschaft von den Verstärkungsfasern (9) der zweiten Schicht (8) unterscheiden.
Aufnahme (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Dicke der ersten Schicht (7) von der Dicke der weiteren Schichten (8, 10) unterscheidet.
Verfahren zur Herstellung einer Aufnahme (1) für einen aufblasbaren Gassack eines Gassackmoduls, umfassend zumindest die folgenden Schritte: – Herstellen einer ersten Schicht (7) durch Einspritzen eines Verstärkungsfasern (9) enthaltenden Kunststoffes aus einer ersten Richtung in eine Form, in welcher ein zur Ausbildung einer Öffnung (5) ausgebildetes Formteil angeordnet ist, welches von dem Verstärkungsfasern (9) enthaltenen Kunststoff beim Einspritzen umströmt wird, – Herstellen einer zweiten Schicht (8) durch Einspritzen eines Verstärkungsfasern (9) enthaltenen Kunststoffes in eine die erste Schicht (7) enthaltene Form aus einer zur ersten Richtung verschiedenen, zweiten Richtung, wobei ein die Öffnung (5) ausbildendes Formteil von dem Verstärkungsfasern (9) enthaltenden Kunststoff beim Einspritzen umströmt wird, – Ausbilden eines Bodenabschnitts (4), – Ausbilden von stoffschlüssig mit dem Bodenabschnitt (4) verbundenen Seitenwänden (3).
Verfahren nach Anspruch 5, wobei nach Einspritzen der ersten Schicht (7) in eine von einem Kern einseitig begrenzte Kavität der Kern zurückgezogen wird, um die zweite Schicht (8) in eine von dem Kern freigegebene Kavität einzuspritzen.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei alle Schritte in einem Werkzeug erfolgen.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei ein Rohling in ein Spritzwerkzeug eingelegt wird und Kunststoff zur Ausbildung der Aufnahme (1) an den Rohling angespritzt wird.