DE102016217659A1

DE102016217659A1 - Airbaganordnung in einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102016217659A1
Application number: DE102016217659.5A
Authority: DE
Inventors: Ronny Knauf
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2016-09-15
Filing date: 2016-09-15
Publication date: 2018-03-15
Also published as: CN107826074A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Airbaganordnung in einem Fahrzeug, insbesondere in einer Instrumententafel (1) des Fahrzeugs, mit einer dem Fahrzeuginnenraum zugewandten sichtseitigen Abdeckung (14), die von einem Grundkörper (3) getragen ist, an dem ein, einen Schusskanal (7) begrenzender Halterahmen (5), insbesondere materialeinheitlich und einstückig, angeformt ist, der mit einem, mit der Abdeckung (14) verbundenen Airbagdeckel (23) überdeckt ist, wobei der Airbagdeckel (23) zusammen mit einem Scharnierbereich (25) und einem Verankerungsabschnitt (27), der ortsfest am Halterahmen (5) angebunden ist, ein separat vorfertigbares Klappen-Bauteil (22) bildet. Erfindungsgemäß weist das Klappen-Bauteil (22) zumindest ein Gewebeband (24) auf, das unter Bildung des Airbagdeckels (23) in einem ersten Kunststoffmaterial (26) eingebettet ist und unter Bildung des Verankerungsabschnitts (27) in einem zweiten Kunststoffmaterial (28) eingebettet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Airbaganordnung in einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Klappen-Bauteil für eine solche Airbaganordnung nach dem Patentanspruch 10.
In der Instrumententafel eines Fahrzeugs kann beifahrerseitig ein Airbagmodul integriert sein. Bei dessen crashbedingter Aktivierung klappt der sich entfaltende Airbag einen Airbagdeckel explosionsartig in Richtung Fahrzeuginnenraum in seine Offenposition.
Aus der DE 10 2009 058 688 A1 ist eine gattungsgemäße Airbaganordnung in einer Instrumententafel eines Fahrzeugs bekannt. Diese weist eine dem Fahrzeuginnenraum zugewandte sichtseitige Abdeckung auf, die von einem Instrumententafel-Grundkörper getragen ist. Am Instrumententafel-Grundkörper ist ein Halterahmen angeformt, der einen Airbag-Schusskanal begrenzt. Der Schusskanal ist an seiner Airbag-Austrittsseite von einem Airbagdeckel überdeckt, der mit der Abdeckung verbunden ist. Der Airbagdeckel bildet zusammen mit einem Scharnierbereich und einem Verankerungsabschnitt, der ortsfest am Halterahmen angebunden ist, ein separat vorfertigbares, materialeinheitliches sowie einstückiges Klappen-Bauteil, das über Schweißverbindungen in die Instrumententafel eingebaut werden kann.
Das Klappen-Bauteil ist während der Airbag-Entfaltung großen Belastungen ausgesetzt, die speziell bei einem aggressiven Entfaltungsverhalten des Airbags und/oder bei einer Hochtemperatur-Umgebung zu einer Bauteil-Längenausdehnung führen können, die eine Bewegungsbahn des aufklappenden Airbagdeckels in den Fahrzeuginnenraum hinein erhöht. Speziell bei einer beengten Bauraumsituation oberhalb der Instrumententafel kann dies zu einer unbeabsichtigten Kollision des Airbagdeckels mit benachbarten Bauteilen führen.
Aus der DE 698 02 082 T2 ist eine Airbaganordnung bekannt, bei der der Airbagdeckel im Bereich seines Scharniers ein Polyamidgewebe aufweist. Aus der DE 10 2004 023 682 A1 ist eine Instrumententafel mit einem Beifahrer-Airbag bekannt, bei dem die Außenhaut der Instrumententafel einerseits aus einer thermoplastischen Polyolefinfolie (TPO-Folie) und andererseits aus einer Polyurethan-Sprühhaut (PU-Sprühhaut) oder aus einer PVC-Slushhaut besteht.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Airbaganordung für ein Fahrzeug bereitzustellen, bei der in einfacher Weise eine einwandfreie Airbag-Entfaltung im Crashfall ermöglicht ist.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 oder 10 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ist das Klappen-Bauteil, in dem der Airbagdeckel zusammen mit seinem Verankerungsabschnitt integriert sind, entsprechend der oben dargelegten Problemstellungen angepasst. So weist das Klappen-Bauteil zumindest ein Gewebeband auf, das unter Bildung des Airbagdeckels in einem ersten Kunststoffmaterial eingebettet ist und unter Bildung des Verankerungsabschnittes in einem zweiten Kunststoffmaterial eingebettet ist. Auf diese Weise kann das Klappen-Bauteil unterschiedlichen geometrischen Gegebenheiten im Fahrzeuginnenraum sowie unterschiedlich aggressiven Entfaltungsverhalten des Airbags angepasst werden, etwa durch eine spezielle Materialauswahl des ersten und des zweiten Kunststoffmaterials. Beispielhaft können das erste Kunststoffmaterial im Airbagdeckel und das zweite Kunststoffmaterial im Verankerungsabschnitt materialidentisch sein. Alternativ dazu kann zur Anpassung an unterschiedliche Airbag-Anforderungen das erste und zweite Kunststoffmaterial unterschiedlich ausgeführt sein.
In einer technischen Umsetzung kann der Airbagdeckel über einen Scharnierbereich mit dem Verankerungsabschnitt verbunden sein. Das Gewebeband erstreckt sich bevorzugt durchgängig vom Airbagdeckel über den Scharnierbereich bis in den Verankerungsabschnitt. Im Unterschied zum Airbagdeckel und zum Verankerungsabschnitt kann das Gewebeband im Scharnierbereich vom Kunststoffmaterial freigelegt sein, um bei der Airbag-Entfaltung eine leichtgängige Öffnungsbewegung des Airbagdeckels nicht zu beeinträchtigen.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Verankerungsabschnitt des Klappen-Bauteils zusätzliche Verankerungselemente, etwa ein Montageloch und/oder einen Befestigungshaken, aufweisen, die in Formschlussverbindung mit dem Halterahmen bringbar sind. Bevorzugt sind diese Verankerungselement unmittelbar im zweiten Kunststoffmaterial, zum Beispiel durch Kunststoffspritzgießen, materialeinheitlich und einstückig angeformt.
In einer ersten Ausführungsvariante kann sowohl das erste Kunststoffmaterial im Airbagdeckel als auch das zweite Kunststoffmaterial im Verformungsabschnitt ein TPO sein. Alternativ dazu kann in einer weiteren Ausführungsvariante nur das erste Kunststoffmaterial des Airbagdeckels TPO oder ein anderer geeigneter Kunststoff sein, während das zweite Kunststoffmaterial zusätzlich mit Verstärkungsfasern verstärkt ist, um einer Längenausdehnung standzuhalten. Bevorzugt sind die Verstärkungsfasern Endlos- oder Kurzfasern aus Glasfasermaterial. Die Verstärkungsfasern können bevorzugt in einem Polypropylen eingebettet sein.
In einer weiteren Ausführungsvariante kann der Airbagdeckel zumindest teilweise einen zweilagigen Materialaufbau aufweisen, und zwar aus dem ersten Kunststoffmaterial mit darin eingebettetem Gewebeband und einer weiteren Verstärkungslage. Die Verstärkungslage ist insbesondere auf der dem Scharnierbereich zugewandten Seite des Airbagdeckels angeordnet. Die davon abgewandte Seite des Airbagdeckels kann dagegen einlagig, das heißt ohne zusätzlicher Verstärkungslage, verbleiben. Auf diese Weise wird der Airbagdeckel bei einer Airbag-Aktivierung vor Durchbiegung geschützt.
Die obige Verstärkungslage kann aus einem kurz- oder endlosfaserverstärkten Kunststoff, insbesondere Polypropylen, ausgebildet sein.
Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 in einer Schnittdarstellung eine Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs auf einer Beifahrerseite; und
2 bis 4 jeweils Detailansichten des Klappen-Bauteils in unterschiedlichen Ausführungsbeispiele der Erfindung.
In der 1 ist in einer Seitenschnittdarstellung eine Instrumententafel 1 mit beifahrerseitig angeordneter Airbaganordnung in der Einbaulage gezeigt. Die Instrumententafel 1 weist als Grundkörper einen Instrumententafelträger 3 auf, der aus einer Kunststoffhartkomponente gebildet ist. Der Instrumententafelträger 3 geht im Bereich der Airbaganordnung materialeinheitlich und einstückig in einen, nach unten abragenden Halterahmen 5 über, der mit seiner Innenseite einen Schusskanal 7 der Airbaganordnung begrenzt. Der den Schusskanal 7 begrenzende Halterahmen 5 ist teilweise doppelwandig gestaltet, um dessen Steifigkeit zu erhöhen. An der Unterseite des Halterahmens 5 kann ein Airbagmodul 6 etwa über eine Schraubverbindung gehaltert sein.
In der 1 ist der Halterahmen 5 an seiner linken Seite mit einer Stützstrebe 9 nach unten verlängert, die über ein Verbindungsblech 11 an einem Modulquerträger 13 des Kraftfahrzeugs abgestützt ist.
Der Grundkörper 3 der Instrumententafel 1 trägt an seiner Oberseite eine dem Fahrzeuginnenraum zugewandte sichtseitige Abdeckung 14. Diese ist in der 1 beispielhaft ebenfalls eine Kunststoffhartkomponente. Die Abdeckung 14 ist über Schweißverbindungsstellen mit dem Instrumententafelträger 3 verbunden und überdeckt den Schusskanal 7 an seiner Airbagaustrittsseite. Hierzu sind, nach oben verjüngenden Schusskanalwände 19, die den Schußkanal 7 begrenzen, in Anlage mit der Abdeckung 14.
Die Abdeckung 14 ist außerdem im Bereich der Airbagaustrittsseite an ihrer Unterseite über Schweißverbindungsstellen mit einem Airbagdeckel 23 verbunden. Die Querschnittsfläche des Airbagdeckels 23 ist kleiner gestaltet als ein vom Öffnungsrand 21 der Schusskanalwand 19 begrenzter Durchlassquerschnitt, so dass der Airbagdeckelrand über einen umlaufenden Spalt a vom Öffnungsrand 21 des Schusskanals 7 beabstandet ist.
Der Airbagdeckel 23 ist über einen im Profil schlaufenartig freien Scharnierbereich 25 mit einem im Wesentlichen vertikal verlaufenden Verankerungsabschnitt 27 verlängert. Dieser ist innenseitig an einer linken Schusskanalwand 19 des Halterahmens 5 befestigt.
Der oben genannte umlaufende Spalt a zwischen dem Airbagdeckel und dem Öffnungsrand 21 des Schusskanals 7 wird durch die Abdeckung 14 vollständig überdeckt. Im Bereich des umlaufenden Spaltes a weist die Abdeckung 14 Sollbruchstellen auf, die bei einer Airbagaktivierung ein betriebssicheres Aufklappen des Airbagdeckels 23 gewährleisten.
Wie aus der 1 weiter hervorgeht, bildet der Airbagdeckel 23 zusammen mit dem Scharnierbereich 25 und dem Verankerungsabschnitt 27 ein separat vorfertigbares Klappen-Bauteil 22, dessen Materialaufbau anhand der 2 bis 4 erläutert ist: So weist das Klappen-Bauteil 22 in der 1 oder 2 ein Gewebeband 24 auf, das sich durchgängig vom Airbagdeckel 23 über den Scharnierbereich 25 bis in den Verankerungsabschnitt 27 erstreckt. Das Gewebeband 24 ist unter Bildung des Airbagdeckels 23 in einem ersten Kunststoffmaterial 26 eingebettet und unter Bildung des Verankerungsabschnittes 27 in einem zweiten Kunststoffmaterial 28 eingebettet. Das Gewebeband 24 ist im Unterschied dazu im Scharnierbereich 25 von jeglichem Kunststoffmaterial freigelegt.
Wie aus der 1 oder 2 weiter hervorgeht, sind im zweiten Kunststoffmaterial 28 des Verankerungsabschnittes 27 des Klappen-Bauteils 22 zusätzliche Verankerungselemente angeformt, nämlich eine Montageöffnung 30, in der ein halterahmenseitiger Verankerungsstift 32 durchgeführt ist, und ein Befestigungshaken 34, der einen Randsteg 36 des Halterahmens 5 untergreift.
In der 2 ist beispielhaft sowohl das erste Kunststoffmaterial 26 als auch das zweite Kunststoffmaterial 28 aus reinem Kunststoff, zum Beispiel aus TPO, hergestellt.
Im Unterschied dazu ist in der 3 lediglich das erste Kunststoffmaterial 26 des Airbagdeckels 23 aus reinem Kunststoff (zum Beispiel TPO) gefertigt, während das zweite Kunststoffmaterial 28 mit Kurzfasern 38, insbesondere aus Glasfasermaterial, verstärkt ist.
In der 4 ist das zweite Kunststoffmaterial 28 des Verankerungsabschnittes 27 materialidentisch mit dem in der 3 gezeigten Verankerungsabschnitt 27 aufgebaut, und zwar ebenfalls aus einem kurzfaserverstärkten Kunststoff. Im Unterschied zur 3 ist in der 4 jedoch der Airbagdeckel 23 teilweise zweilagig aufgebaut, und zwar aus dem ersten Kunststoffmaterial 26 mit darin eingebettetem Gewebeband 24 und einer zusätzlichen Verstärkungslage 39.
Die Verstärkungslage 39 ist in der 4 lediglich auf der, dem Scharnierbereich 25 zugewandten Seite des Airbagdeckels 23 angeordnet, während die davon abgewandte Seite des Airbagdeckels 23 einlagig aufgebaut ist. Die Verstärkungslage 39 ist in der 4 aus einem kurzfaserverstärkten Kunststoff gebildet, und zum Beispiel in der Zwei-Komponenten-Technik an dem ersten Kunststoffmaterial 26 des Airbagdeckels angespritzt.
Bezugszeichenliste

1: Instrumententafel
3: Grundkörper
5: Halterahmen
6: Airbagmodul
7: Schusskanal
9: Stützstrebe
11: Zwischenblech
13: Modulquerträger
14: Abdeckung
15: Trägerschicht
19: Schusskanalwand
21: Öffnungsrand
22: Klappen-Bauteil
23: Airbagdeckel
24: Gewebeband
25: Scharnierbereich
26: erstes Kunststoffmaterial
27: Verankerungsabschnitt
28: zweites Kunststoffmaterial
30: Montageöffnung
32: halterahmenseitiger Stift
34: Befestigungshaken
36: Randsteg
38: Kurzfasern
39: Verstärkungslage

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 102009058688 A1 [0003]
DE 69802082 T2 [0005]
DE 102004023682 A1 [0005]

Claims

Airbaganordnung in einem Fahrzeug, insbesondere in einer Instrumententafel (1) des Fahrzeugs, mit einer dem Fahrzeuginnenraum zugewandten sichtseitigen Abdeckung (14), die von einem Grundkörper (3) getragen ist, an dem ein, einen Schusskanal (7) begrenzender Halterahmen (5), insbesondere materialeinheitlich und einstückig, angeformt ist, der mit einem, mit der Abdeckung (14) verbundenen Airbagdeckel (23) überdeckt ist, wobei der Airbagdeckel (23) zusammen mit einem Verankerungsabschnitt (27), der ortsfest am Halterahmen (5) angebunden ist, ein insbesondere separat vorfertigbares Klappen-Bauteil (22) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass das Klappen-Bauteil (22) zumindest ein Gewebeband (24) aufweist, das unter Bildung des Airbagdeckels (23) in einem ersten Kunststoffmaterial (26) eingebettet ist und unter Bildung des Verankerungsabschnitts (27) in einem zweiten Kunststoffmaterial (28) eingebettet ist.
Airbaganordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Airbagdeckel (23) über einen Scharnierbereich (25) mit dem Verankerungsabschnitt (27) verbunden ist, und dass sich das Gewebeband (24) vom Airbagdeckel (23) über den Scharnierbereich (25) bis in den Verankerungsabschnitt (27) erstreckt.
Airbaganordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebeband (24) im Scharnierbereich (25) von Kunststoffmaterial freigelegt ist.
Airbaganordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kunststoffmaterial (26) und das zweite Kunststoffmaterial (28) materialidentisch sind oder zur Anpassung an Airbag-Anforderungen unterschiedlich sind.
Airbaganordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Kunststoffmaterial (28) des Verankerungsabschnittes (28) des Klappen-Bauteils (22) Verankerungselemente angeformt sind, etwa ein Montageloch (30) und/oder ein Befestigungshaken (34), zur Halterung am Halterahmen (5).
Airbaganordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Kunststoffmaterial (26, 28) TPO ist.
Airbaganordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass nur das erste Kunststoffmaterial (26) des Airbagdeckels (23) ein TPO ist, während das zweite Kunststoffmaterial (28) mit Verstärkungsfasern (38), insbesondere Glasfasern, endlosfaser- oder kurzfaserverstärkt ist, und dass insbesondere das zweite Kunststoffmaterial (28) ein Polypropylen ist.
Airbaganordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Airbagdeckel (23) zumindest teilweise zweilagig aufgebaut ist, und zwar aus dem ersten Kunststoffmaterial (26) mit darin eingebettetem Gewebeband (24) und einer Verstärkungslage (39), und dass insbesondere die Verstärkungslage (39) auf der dem Scharnierbereich (25) zugewandten Seite des Airbagdeckels (23) angeordnet ist.
Airbaganordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungslage (39) aus einem kurz- oder endlosfaserverstärkten Kunststoff, insbesondere Polypropylen, ausgebildet ist.
Klappen-Bauteil für eine Airbaganordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.