DE102014116423A1 - Support for a gas bag with reinforcing fibers and method for making a receptacle - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufnahme (1) für einen aufblasbaren Gassack eines Gassackmoduls mit ein inneres Volumen begrenzenden Seitenwänden (2) und einem das innere Volumen begrenzenden Boden (3), die zumindest abschnittsweise aus einem Verstärkungsfasern (4) enthaltenden ersten Kunststoff gebildet sind, wobei sich mehrere Verstärkungsfasern (4) jeweils zusammenhängend zumindest über mindestens eine Seitenwand (2) und/oder den Boden (3) erstrecken.The present invention relates to a receptacle (1) for an inflatable gas bag of a gas bag module having an inner volume bounding side walls (2) and a bottom bounding the inner volume (3), which at least partially from a reinforcing fibers (4) containing first plastic are formed wherein a plurality of reinforcing fibers (4) extend in each case continuously at least over at least one side wall (2) and / or the bottom (3).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufnahme für einen aufblasbaren Gassack eines Gassackmoduls mit ein inneres Volumen begrenzenden Seitenwänden und einem das innere Volumen begrenzenden Boden, die zumindest abschnittsweise aus einem Verstärkungsfasern enthaltenden Kunststoff gebildet sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Aufnahme. The present invention relates to a receptacle for an inflatable airbag of a gas bag module having an inner volume bounding side walls and a bottom bounding the inner volume, which are at least partially formed of a plastic containing reinforcing fibers. The invention further relates to a method for producing such a receptacle.
Zur Einbringung von Verstärkungsfasern in ein Spritzgussprodukt ist es bekannt, relativ kurze Glas-/Carbon-/Aramid- oder Naturstofffasern in einen Kunststoff zu mischen und bei geschmolzenem Kunststoff in eine Spritzgussform zu extrudieren. Das Spritzgussprodukt besteht somit aus gleichmäßig in dem Kunststoff verteilten Verstärkungsfasern. Nur mit hohem Aufwand kann hierbei eine gezielte Ausrichtung der Verstärkungsfasern erzielt werden, wodurch allerdings negative Auswirkungen auf andere Eigenschaften des Spritzgussproduktes in Kauf genommen werden müssen. Zudem ist es mit den bekannten Methoden, wenn überhaupt nur mit großem Aufwand möglich, verschiedene Verstärkungsfasern an verschiedenen Stellen des Spritzgussproduktes zu verwenden. For introducing reinforcing fibers into an injection-molded product, it is known to mix relatively short glass / carbon / aramid or natural fibers into a plastic and to extrude it into an injection mold in the case of molten plastic. The injection-molded product thus consists of uniformly distributed in the plastic reinforcing fibers. Only with great effort in this case a targeted alignment of the reinforcing fibers can be achieved, which, however, negative effects on other properties of the injection molded product must be taken into account. In addition, it is possible with the known methods, if at all possible with great effort, to use different reinforcing fibers at different points of the injection-molded product.
Eine Aufnahme für einen aufblasbaren Gassack mit den eingangs genannten Merkmalen ist aus
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die mit Bezug zum Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere eine Aufnahme mit geringerem Gewicht bei zumindest gleicher Festigkeit sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Aufnahme mit orientierten Verstärkungsfasern anzugeben. It is therefore an object of the present invention to at least partially solve the problems described with reference to the prior art and, in particular, to specify a receptacle of lesser weight with at least the same strength and a method for producing a receptacle with oriented reinforcing fibers.
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. These objects are achieved by a recording and a method having the features of the independent claims. Advantageous developments of the recording and the method are specified in the dependent claims and in the description, wherein features of advantageous developments in a technologically meaningful manner are combined with each other.
Gelöst werden die Aufgaben insbesondere durch eine Aufnahme mit den eingangs genannten Merkmalen, wobei sich mehrere Verstärkungsfasern jeweils zusammenhängend zumindest über mindestens eine Seitenwand und/oder den Boden erstrecken. The objects are achieved, in particular, by a receptacle having the features mentioned at the outset, wherein a plurality of reinforcing fibers extend in each case continuously over at least one side wall and / or the bottom.
Durch den ununterbrochenen Verlauf der mehreren Verstärkungsfasern über eine Seitenwand oder den Boden sind die mechanischen Eigenschaften der mindestens einen Seitenwand und/oder des Bodens auch bei einer geringeren Dicke der Seitenwand beziehungsweise des Bodens ausreichend für die Anforderung an eine Aufnahme für einen aufblasbaren Gassack bei einer unfallbedingten Entfaltung des Gassackes in einem Kraftfahrzeug. Somit kann das Gewicht der Aufnahme reduziert werden, ohne dass deren mechanische Eigenschaften negativ beeinflusst sind. Due to the uninterrupted course of the plurality of reinforcing fibers over a sidewall or the floor, the mechanical properties of the at least one sidewall and / or the floor are sufficient, even with a smaller sidewall or floor thickness, to accommodate an inflatable airbag receptacle in the event of an accident Unfolding of the gas bag in a motor vehicle. Thus, the weight of the recording can be reduced without their mechanical properties are negatively affected.
Die Seitenwände und/oder der Boden umfassen somit neben den Verstärkungsfasern insbesondere nur einen Kunststoff, welcher insbesondere an die Verstärkungsfasern angespritzt ist und diese zumindest teilweise umgibt. Die Verstärkungsfasern sind insbesondere unmittelbar von dem Kunststoff um- oder hinterspritzt. Die Aufnahme besteht insbesondere ausschließlich aus den zusammenhängenden Verstärkungsfasern und dem Kunststoff. Durch die sich über den Boden und/oder über eine Seitenwand erstreckenden Verstärkungsfasern kann somit eine in die Verstärkungsfaser eingeleitete Zugspannung gleichmäßig über die Seitenwand oder den Boden in Richtung des Verlaufs der Verstärkungsfasern verteilt werden. The side walls and / or the bottom thus comprise, in addition to the reinforcing fibers, in particular only one plastic, which in particular is injection-molded onto the reinforcing fibers and at least partially surrounds them. The reinforcing fibers are in particular directly from the plastic or injected behind. In particular, the receptacle consists exclusively of the coherent reinforcing fibers and the plastic. Thus, by means of the reinforcing fibers extending over the bottom and / or via a sidewall, a tensile stress introduced into the reinforcing fiber can be evenly distributed over the sidewall or the ground in the direction of the course of the reinforcing fibers.
In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass eine erste Gruppe von mehreren, parallel zueinander verlaufenden Verstärkungsfasern quer zu einer zweiten Gruppe von mehreren, parallel zueinander verlaufenden Verstärkungsfasern verläuft. Durch die insbesondere orthogonale Anordnung der Verstärkungsfasern der zwei Gruppen kann eine flächige Verteilung der in die Seitenwand und/oder Boden eingeleiteten Kräfte erfolgen. Dies wiederum führt dazu, dass die Seitenwände und/oder der Boden eine noch geringere Dicke aufweisen können. In this connection, provision may be made for a first group of a plurality of mutually parallel reinforcing fibers to extend transversely to a second group of a plurality of mutually parallel reinforcing fibers. As a result of the particularly orthogonal arrangement of the reinforcing fibers of the two groups, a planar distribution of the forces introduced into the side wall and / or floor can take place. This in turn means that the side walls and / or the bottom can have an even smaller thickness.
In einer Ausführungsform der Aufnahme kann vorgesehen sein, dass die Verstärkungsfasern ausschließlich in den Seitenwänden ausgebildet sind und im Wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufen. Damit ist insbesondere gemeint, dass die Verstärkungsfasern im Wesentlichen parallel zu dem Boden verlaufen. In an embodiment of the receptacle can be provided that the reinforcing fibers are formed exclusively in the side walls and extend substantially in the circumferential direction. This means in particular that the reinforcing fibers run substantially parallel to the ground.
Die Verstärkungsfasern sind bevorzugt Glas-/Carbon-/Aramid- und/oder Naturstoffasern. Der erste und gegebenenfalls ein zweiter Kunststoff bestehen insbesondere aus einem Polyamid. The reinforcing fibers are preferably glass / carbon / aramid and / or natural fibers. The first and optionally a second plastic consist in particular of a polyamide.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Aufnahme für einen aufblasbaren Gassack eines Gassackmoduls mit ein inneres Volumen begrenzenden Seitenwänden und einem das innere Volumen begrenzenden Boden vorgeschlagen, umfassend zumindest die folgenden Schritte:
- a) Bereitstellen von mehreren Verstärkungsfasern in einer Spritzgussform, wobei sich jede Verstärkungsfaser zusammenhängend zumindest über einen Bereich erstreckt, in dem eine Seitenwand und/oder der Boden ausgebildet wird,
- b) Einspritzen eines Kunststoffes in die die Verstärkungsfasern enthaltende Spritzgussform zur Ausbildung einer die Verstärkungsfasern enthaltenden Aufnahme.
- a) providing a plurality of reinforcing fibers in an injection mold, wherein each reinforcing fiber extends coherently at least over a region in which a side wall and / or the bottom is formed,
- b) injecting a plastic into the injection mold containing the reinforcing fibers to form a receptacle containing the reinforcing fibers.
In Schritt a) werden die Verstärkungsfasern insbesondere in einem durch eine Matrize und Patrize der Spritzgussform gebildeten Zwischenraum angeordnet, wobei die Verstärkungsfasern zusammenhängend genau in jenem Zwischenraum angeordnet werden, der später die Seitenwand oder den Boden der Aufnahme ausbildet. Es ist zunächst unerheblich, ob die Verstärkungsfasern in die Matrize eingebracht werden und erst im Folgenden der Zwischenraum durch Einbringen einer Patrize in die Matrize gebildet wird oder ob die Verstärkungsfasern gleichzeitig mit dem Einbringen der Patrize in die Matrize in den dann ausgebildeten Zwischenraum eingebracht werden. In step a), the reinforcing fibers are arranged in particular in a gap formed by a die and male of the injection mold, wherein the reinforcing fibers are arranged coherently exactly in that gap which later forms the side wall or the bottom of the receptacle. It is initially irrelevant whether the reinforcing fibers are introduced into the die and only in the following, the gap is formed by introducing a male into the die or whether the reinforcing fibers are introduced simultaneously with the introduction of the male into the die in the then formed space.
Im weiteren Schritt b) wird der Kunststoff in den verbleibenden freien Raum des Zwischenraumes zwischen der Patrize und der Matrize eingespritzt. In the further step b) the plastic is injected into the remaining free space of the gap between the male and the female.
Da die Verstärkungsfasern nicht in einem Vorprodukt vorkonvektioniert werden müssen, können die Verstärkungsfasern unmittelbar in einem einzigen Spritzgussprozess in der Aufnahme ausgebildet werden, wodurch die Herstellung einer entsprechenden Aufnahme vereinfacht ist. Mit einem solchen Verfahren können die Verstärkungsfasern gezielt in vorgebbare Bereiche der Seitenwände oder des Bodens angeordnet werden. Since the reinforcing fibers do not have to be preconcentrated in a precursor, the reinforcing fibers can be formed directly in a single injection molding process in the receptacle, whereby the production of a corresponding receptacle is simplified. With such a method, the reinforcing fibers can be arranged specifically in predefinable areas of the side walls or the floor.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Verstärkungsfasern zunächst über einer Matrize der Spritzgussform gespannt werden und in Schritt a) durch eine in die Matrize eingebrachte Patrize so ausgerichtet werden, dass die Verstärkungsfasern im Bereich einer Seitenwand und/oder des Bodens angeordnet sind. In particular, it is provided that the reinforcing fibers are first stretched over a die of the injection mold and are aligned in step a) by a male introduced into the die so that the reinforcing fibers in the region of a side wall and / or the bottom are arranged.
Dies bedeutet insbesondere, dass die Verstärkungsfasern über einer Öffnung der Matrize so ausgerichtet werden, dass ein Abschnitt der Verstärkungsfasern durch die in die Matrize einfahrende Patrize in den Bereich des Bodens verbracht werden, wobei die Verstärkungsfasern zum einen im Bereich des Übergangs von Boden zu Seitenwand verformt werden und zum anderen ein Abschnitt der Verstärkungsfasern im Bereich der Seitenwände ausgerichtet wird. Ein solches Verfahren kann sehr einfach in bestehende Herstellungsverfahren integriert werden, da lediglich die Mehrzahl der zusammenhängenden Verstärkungsfasern über eine Öffnung der Matrize angeordnet werden müssen. This means, in particular, that the reinforcing fibers are aligned over an opening of the die in such a way that a section of the reinforcing fibers are brought into the area of the base by the male part entering the die, whereby the reinforcing fibers deform on the one hand in the region of the transition from bottom to side wall and on the other hand, a portion of the reinforcing fibers is aligned in the region of the side walls. Such a method can be very easily integrated into existing production methods, since only the majority of the coherent reinforcing fibers have to be arranged over an opening of the die.
Zur einfachen Ausrichtung der Verstärkungsfasern über der Matrize kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass die über der Matrize gespannten Verstärkungsfasern mit einem Trägermedium miteinander verbunden sind. Als Trägermedium kann beispielsweise eine die Verstärkungsfasern verbindende Folie dienen, so dass die Folie über der Matrize ausgelegt wird. For easy alignment of the reinforcing fibers over the die, it may be provided in this connection that the reinforcing fibers stretched over the die are connected to one another by a carrier medium. For example, a film connecting the reinforcing fibers can serve as the carrier medium, so that the film is laid over the die.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Verstärkungsfasern in Schritt a) aus Öffnungen in einem rotierenden Werkzeug auf eine Oberfläche des Innenraums einer Matrize der Spritzgussform aufgetragen werden. Alternatively it can be provided that the reinforcing fibers are applied in step a) from openings in a rotating tool on a surface of the interior of a die of the injection mold.
Bei einer solchen Verfahrensführung werden erwärmte Verstärkungsfasern dem rotierenden Werkzeug zugeführt und aus den Öffnungen ausgetragen, so dass die Verstärkungsfasern an die Oberfläche der Matrize gelangen, wobei sich die durch die Rotation des Werkzeuges ausgetragenen Verstärkungsfasern in Umfangsrichtung an die Oberfläche des Matrizeninnenraums ablegen. Auf diese Weise kann zunächst eine Oberfläche der Matrize mit den Verstärkungsfasern ausgekleidet werden, bevor der Kunststoff in einen Zwischenraum zwischen der ausgekleideten Matrize und der später in die Matrize eingeführten Patrize eingeleitet wird. In such a process, heated reinforcing fibers are supplied to the rotating tool and discharged from the openings, so that the reinforcing fibers reach the surface of the die, wherein the discharged by the rotation of the tool reinforcing fibers deposit in the circumferential direction to the surface of the Matrizeninnenraums. In this way, first a surface of the die can be lined with the reinforcing fibers before the plastic is introduced into a gap between the lined die and the later introduced into the die patrix.
In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass das rotierende Werkzeug an der Patrize gehaltert ist und beim Einbringen der Patrize in die Matrize in Schritt a) durch die Matrize geführt wird, bevor es in einer in der Matrize ausgebildeten Vertiefung versenkt wird. Bei einer solchen Ausgestaltung des Verfahrens können die Verstärkungsfasern ohne zusätzliche Bewegungsabläufe beim Spritzgießen auf die Oberfläche der Matrize aufgetragen werden, da die Patrize immer in die Matrize eingeführt werden muss. In this connection, provision may be made for the rotating tool to be held on the male part and to be guided through the female part during insertion of the male part into the female part in step a), before it is lowered into a depression formed in the female part. In such an embodiment of the method, the reinforcing fibers can be applied to the surface of the die without additional movement sequences during injection molding, since the male part must always be introduced into the die.
Die mit Bezug zu der Aufnahme beschriebenen Vorteile und Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise auf das Verfahren übertragbar und anwendbar und umgekehrt. Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden im Folgenden anhand der Figuren erläutert, wobei darauf hinzuweisen ist, dass die Figuren bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigen schematisch The advantages and features described with reference to the recording are technologically meaningful transferable to the method and applicable and vice versa. The invention and the technical environment are explained below with reference to the figures, wherein it should be noted that the figures show preferred embodiments of the invention, but this is not limited thereto. It show schematically
In
Hierzu werden die Verstärkungsfasern
In
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Aufnahme admission
- 2 2
- Seitenwand Side wall
- 3 3
- Boden ground
- 4 4
- Verstärkungsfaser reinforcing fiber
- 5 5
- erste Gruppe first group
- 6 6
- zweite Gruppe second group
- 7 7
- Umfangsrichtung circumferentially
- 8 8th
- Matrize die
- 9 9
- Patrize punch
- 10 10
- rotierendes Werkzeug rotating tool
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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