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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abdeckung eines Airbags gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Vorrichtung.
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In Kraftfahrzeugen sind Airbags üblicherweise hinter einer Abdeckungsvorrichtung angeordnet und somit unauffällig in den Fahrzeuginnenraum integriert. Um das Aussehen der Airbagabdeckungen individuell zu gestalten und an ein spezielles Fahrzeuginnenraumdesign anzupassen, sind an den Abdeckelementen häufig Zierelemente wie zum Beispiel Embleme oder Zierringe angeordnet. Um die hohen Designanforderungen an das Zierelement einerseits und das Abdeckelement andererseits zu gewährleisten, müssen diese in getrennten Prozessen hergestellt und nachträglich aneinander befestigt werden.
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Aus dem Stand der Technik ist bekannt, die beiden Elemente miteinander zu vernieten. So weist beispielsweise das Zierelement einen Pin oder Schaft auf, der nach Zusammenfügen der beiden Elemente unter Ausbildung eines Nietkopfes vernietet wird. Diese Möglichkeit der Befestigung ist sehr kostengünstig umsetzbar.
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Jedoch kommt es beim Auslösen des Airbags durch den sich ausdehnenden Gassack zu einer starken Verformung des Abdeckelements. Durch die Verformung kann die Nietverbindung stark beansprucht werden, was unter Umständen zu einem Brechen der Nietverbindung und einem Lösen des Zierelements von dem Abdeckelement führen kann.
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Darüber hinaus besteht das Problem, dass während des Nietprozesses im Übergangsbereich von Schaft zu Nietkopf eine prozessbedingte Kerbe entstehen kann, die als Spannungskonzentrator wirkt und die Nietverbindung zusätzlich belasten kann. Im Bereich der Kerbe kommt es prozessbedingt auch häufig zu einer inhomogenen Materialstruktur, da während des Nietprozesses nur ein Teil des Materials aufgeschmolzen wird.
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Die
DE 10 2010 033 802 B3 beschreibt eine Fahrzeugbaugruppe, insbesondere eine Airbagabdeckung, mit einer daran befestigten Platte, beispielsweise als Träger eines Herstelleremblems, wobei die Platte die Fahrzeugbaugruppe mit über ihren Umfang verteilt angeordneten Haltemitteln in an der Fahrzeugbaugruppe angeordneten Durchbrechungen durchgreift und die Haltemittel auf der Rückseite der Fahrzeugbaugruppe derart umgeformt sind, dass die Haltemittel in den Durchbrechungen der Fahrzeugbaugruppe festgelegt sind. Die Haltemittel sind als durch die Durchbrechungen hindurchgeführte Haltestifte ausgebildet und die rückseitig über die Fahrzeugbaugruppe hervorstehenden Enden der Haltestifte sind unter thermischer Einwirkung zu einem an der Oberfläche der Fahrzeugbaugruppe anliegenden, einen größeren Durchmesser als der Durchmesser der Durchbrechungen aufweisenden Kopf umgeformt. An der Fahrzeugbaugruppe rückseitig sind jeweils die Durchbrechungen mit Abstand umschließende und von deren Oberfläche aufstehende Wände vorgesehen, deren freies Ende in eine den jeweiligen umgeformten Kopf des Haltestiftes einfassende Gestalt umgeformt ist.
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Die
DE 10 2015 002 477 A1 beschreibt eine Baugruppe zur ästhetischen Gestaltung einer Gassackabdeckung mit einem ringartigen Dekorelement zur Anordnung auf einer Vorderseite einer Vorderwand der Gassackabdeckung, wobei das Dekorelement wenigstens einen Befestigungsstift aufweist, der zum Durchgreifen der Vorderwand angepasst ist. An einer Rückseite der Vorderwand ist eine Halteplatte angeordnet, die wenigstens einen Klippverbinder aufweist, der mit dem Befestigungsstift in Eingriff bringbar ist derart, dass das Dekorelement und die Halteplatte unlösbar miteinander verbunden sind.
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem besteht darin, die Nietverbindung derart zu gestalten, dass sie beim Auslösen des Airbags möglichst wenig belastet wird.
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Dieses Problem wird durch die Vorrichtung zur Abdeckung eines Airbags mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Danach umfasst die Vorrichtung zur Abdeckung eines Airbags ein Abdeckelement zur Abdeckung eines Airbags im Ruhezustand und ein Zierelement zur Verzierung des Abdeckelements. Das Abdeckelement weist dabei eine Durchgangsöffnung auf. Das Abdeckelement kann auch mehr als eine Durchgangsöffnung aufweisen. Entsprechend der Anzahl der Durchgangsöffnungen kann eine Anzahl von Zierelementen vorgesehen sein. Insbesondere kann das Abdeckelement flächig ausgebildet sein und eine Innenseite und eine Außenseite aufweisen. Dabei ist die Innenseite die dem abzudeckenden Airbag zugewandte Seite und die Außenseite die dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Seite beziehungsweise die dem abzudeckenden Airbag abgewandte Seite. Die Durchgangsöffnung kann sich insbesondere von der Außenseite zur Innenseite erstrecken.
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An dem Zierelement ist ein Befestigungsmittel ausgebildet. Mittels des Befestigungsmittels und der Durchgangsöffnung ist das Zierelement an dem Abdeckelement befestigbar. Das Befestigungsmittel weist einen Schaft auf, der entlang einer Achse von dem Zierelement absteht. Im befestigten Zustand ragt der Schaft durch die Durchgangsöffnung und weist der Schaft an seinem dem Zierelement abgewandten Ende einen Kopf auf, der sich im Wesentlichen quer zu der Achse des Schafts erstreckt. Vorzugsweise ist das Zierelement im befestigten Zustand an der Außenseite des Abdeckelements angeordnet und der Kopf an der Innenseite des Abdeckelements.
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Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Abdeckelement auf seiner dem Kopf des Befestigungsmittels zugewandten Seite (auf seiner Innenseite) eine Erhebung aufweist, die die Durchgangsöffnung ringförmig umgibt, wobei der Kopf die Erhebung quer zu der Achse des Schafts bedeckt und auf seiner der Erhebung zugewandten Seite eine der Erhebung im Wesentlichen komplementäre Form aufweist.
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Die ringförmige Erhebung verformt sich beim Auslösen des Airbags mit dem Abdeckelement. Da die Erhebung auf der Innenseite des Abdeckelements angeordnet ist, verengt die Erhebung die Durchgangsöffnung, wenn sich das Abdeckelement beim Auslösen des Airbags nach außen wölbt, während sich die Durchgangsöffnung an der Außenseite aufweitet. Dadurch wird der Schaft an seinem dem Kopf zugewandten Ende durch die verformte Erhebung eingeklemmt und gehalten. Darüber hinaus wird beim Auslösen des Airbags der Kopf des Befestigungsmittels gegen die Erhebung gepresst, und durch die der Erhebung im Wesentlichen komplementäre Form der Seite des Kopfes, die der Erhebung zugewandt ist, wird die Kraft über einen weiten Bereich des Kopfes verteilt. Insgesamt wird beim Auslösen des Airbags die einwirkende Kraft auf den Schaft und den Kopf verteilt, so dass das Risiko, dass das Befestigungsmittel während des Auslösens des Airbags bricht und sich das Zierelement von dem Abdeckelement löst, verringert wird.
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Die ringförmige Erhebung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann insbesondere einen Innendurchmesser aufweisen, der derart bemessen ist, dass die ringförmige Erhebung eine Verlängerung der Durchgangsöffnung bildet. Die Erhebung schließt sich dabei in Umfangsrichtung der Durchgangsöffnung betrachtet unmittelbar an die Durchgangsöffnung an. Durch die Verlängerung der Durchgangsöffnung kann die oben beschriebene Klemmwirkung verstärkt werden. Dabei wird die Durchgangsöffnung verlängert, ohne dass die Materialstärke des gesamten Abdeckelements erhöht werden muss. Vielmehr kann das Abdeckelement eine übliche Materialstärke aufweisen.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann der Kopf die Erhebung vollständig bedecken. Hierdurch kann beim Auslösen des Airbags die auf den Kopf wirkende Kraft über eine möglichst große Fläche verteilt werden.
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Ferner kann der Kopf des Befestigungsmittels an der dem Kopf zugewandten Seite (Innenseite) des Abdeckelements außerhalb der Erhebung anliegen. Dabei kann der Kopf in Umfangsrichtung der ringförmigen Erhebung betrachtet insbesondere entlang der gesamten ringförmigen Erhebung mittels einer ringförmigen Kontaktfläche an der Innenseite des Abdeckelements anliegen. Dabei liegt der Kopf vorzugsweise an einem Bereich der Innenseite des Abdeckelements an, der sich in radialer Richtung unmittelbar an die ringförmige Erhebung anschließt. Zusätzlich kann das Zierelement an der dem Kopf abgewandten Seite (Außenseite) des Abdeckelements anliegen. Hierdurch wird eine Bewegung des Zierelements gegenüber des Abdeckelements (auch im Ruhezustand des Airbags) entlang der Achse des Schafts vermieden und eine sichere Befestigung gewährleistet.
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Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist die Erhebung in einer Schnittebene, die einen Radius der ringförmigen Erhebung enthält (also in einer Ebene, in der im befestigten Zustand die Achse des Schafts liegt), zumindest abschnittsweise halbkreisförmig oder kreisbogenförmig ausgebildet. Der Halbkreis beziehungsweise der Kreisbogen sind dabei derart ausgerichtet, dass die ringförmige Erhebung von der Innenseite des Abdeckelements betrachtet konvex gewölbt ist. Dementsprechend weist der Kopf des Befestigungsmittels auf seiner der Erhebung zugewandten Seite eine im Wesentlichen komplementäre konkave Form auf. Durch diese Geometrie kann das Verklemmen von Kopf und Erhebung beim Auslösen des Airbags verstärkt werden. Auch kann durch diese Geometrie des Kopfes die sonst übliche Ausbildung einer Kerbe während des Nietprozesses im Übergangsbereich von Schaft zu Nietkopf vermieden und die Inhomogenität des Materials in diesem Bereich eingeschränkt werden. Dadurch wird die Verbindung insgesamt robuster.
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Gemäß einer anderen Ausgestaltung weist die Durchgangsöffnung eine Querschnittsfläche auf, die sich im befestigten Zustand im Wesentlichen senkrecht zu der Achse des Schafts erstreckt und deren Größe von der dem Kopf abgewandten Seite (Außenseite) des Abdeckelements zu der dem Kopf zugewandten Seite (Innenseite) des Abdeckelements (im Ruhezustand des Airbags, das heißt ohne Einwirkung äußerer Kräfte) abnimmt. Insbesondere kann die Größe der Querschnittsfläche stetig (beispielsweise linear) abnehmen. Die Querschnittsfläche kann beispielsweise kreisförmig sein und einen Radius aufweisen, der von der dem Kopf abgewandten Seite (Außenseite) des Abdeckelements zu der dem Kopf zugewandten Seite (Innenseite) des Abdeckelements abnimmt. So kann die Oberfläche der Durchgangsöffnung die Form eines Kegelstumpfes beschreiben. Vorzugsweise ist die Größe der Querschnittsfläche der Durchgangsöffnung an der Außenseite des Abdeckelements kleiner als das Zierelement, so dass das Zierelement die Durchgangsöffnung vollständig verdeckt. In einem (von der Außenseite des Abdeckelements beabstandeten) axialen Abschnitt des Schafts kann der Schaft an einem entsprechenden axialen Abschnitt der Durchgangsöffnung oder genauer gesagt an der Oberfläche des axialen Abschnitts der Durchgangsöffnung anliegen. Dabei kann der Schaft in Umfangsrichtung vollständig an dem Abschnitt der Oberfläche der Durchgangsöffnung anliegen, so dass ein ringförmiger Kontaktbereich entsteht und der Schaft in der Durchgangsöffnung durch Reibung gehalten wird. Beispielsweise kann sich dieser Kontaktbereich in dem axialen Abschnitt der Durchgangsöffnung, in dem deren Querschnittsfläche am kleinsten ist, befinden. Bei konstanter Materialstärke des Schafts und bei einer Querschnittsfläche der Durchgangsöffnung, die von der Außenseite zur Innenseite des Abdeckelements abnimmt, kann dieser axiale Abschnitt im Bereich der Innenseite beziehungsweise der ringförmigen Erhebung liegen.
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Die erfindunsgemäße Vorrichtung kann auch mehr als ein Zierelement und entsprechend mehr als eine Durchgangsöffnung in dem Abdeckelement aufweisen.
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Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Abdeckung eines Airbags im befestigten Zustand, das heißt mit einem Abdeckelement und einem Zierelement, die aneinander befestigt sind. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:
- - Bereitstellen eines Abdeckelements zur Abdeckung eines Airbags im Ruhezustand, wobei das Abdeckelement eine Durchgangsöffnung und auf einer Seite eine Erhebung aufweist, die die Durchgangsöffnung ringförmig umgibt,
- - Bereitstellen eines Zierelements, an dem ein Befestigungsmittel ausgebildet ist, wobei das Befestigungsmittel einen Schaft aufweist, der entlang einer Achse von dem Zierelement absteht,
- - Durchführen des Schafts durch die Durchgangsöffnung, derart, dass ein von dem Zierelement abgewandter Endabschnitt des Schafts aus der Durchgangsöffnung herausragt, und
- - Verformen des Endabschnitts des Schafts, der aus der Durchgangsöffnung herausragt, unter Ausbildung eines Kopfes, der sich im Wesentlichen quer zu der Achse des Schafts erstreckt, wobei der Kopf die Erhebung des Abdeckelements quer zu der Achse des Schafts bedeckt und auf seiner der Erhebung zugewandten Seite eine der Erhebung im Wesentlichen komplementäre Form aufweist.
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Zum Zweck des Verformens kann der Schaft (das Befestigungsmittel) aus einem thermoplastischen Kunststoff gefertigt sein und der Endabschnitt des Schafts erhitzt werden. Im erhitzten Zustand kann der Endabschnitt des Schafts unter Ausbildung des Kopfes verformt werden. Nach Abkühlen des Materials behält das Befestigungsmittel seine Form bei, so dass das Zierelement an dem Abdeckelemente befestigt ist.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1 schematisch eine Vorrichtung zur Abdeckung eines Airbags gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei der Airbag im Ruhezustand ist; und
- 2 die Vorrichtung aus 1 beim Auslösen des Airbags.
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In 1 ist eine Ausführungsform der Vorrichtung 1 zur Abdeckung eines Airbags in einer Schnittansicht dargestellt. Die Vorrichtung 1 findet beispielsweise im Fahrzeuginnenraum eines Fahrzeugs Anwendung. Die Vorrichtung 1 umfasst ein Abdeckelement 2 und ein Zierelement 3, das im sogenannten befestigten Zustand an dem Abdeckelement befestigt ist.
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Das Abdeckelement 2 ist flächig und dient der Abdeckung eines Airbags (nicht dargestellt) im Ruhezustand, das heißt wenn der Airbag nicht ausgelöst ist/wird. Das Abdeckelement 2 weist eine Außenseite 21 und eine der Außenseite gegenüberliegende Innenseite 22 auf. Die Außenseite 21 ist von dem Fahrzeuginnenraum sichtbar. Zur Befestigung des Zierelements 3 an dem Abdeckelement 2 weist das Abdeckelement 2 eine Durchgangsöffnung 25 auf, die sich von der Außenseite 21 zur Innenseite 22 erstreckt. Die Durchgangsöffnung weist quer zu der Richtung von der Außenseite 21 zur Innenseite eine kreisförmige Querschnittsfläche auf, wobei sich die Größe der Querschnittsfläche von der Außenseite 21 hin zur Innenseite stetig verkleinert. Die Durchgangsöffnung 25 dient der Verbindung des Abdeckelements 2 mit dem Zierelement 3, wie später beschrieben wird. An der Innenseite 22 weist das Abdeckelement 2 eine ringförmige Erhebung 26 auf, die unmittelbar um die Durchgangsöffnung 25 herum und konzentrisch mit der Durchgangsöffnung 25 auf der Innenseite 22 des Abdeckelements 2 angeordnet ist. Die ringförmige Erhebung 26 bildet damit eine Verlängerung der Durchgangsöffnung 25 (entlang einer Achse von der Außenseite 21 zur Innenseite 22). Die ringförmige Erhebung 26 weist dabei eine Vergrößerung der Materialstärke des Abdeckelements 2 dar. Im Querschnitt (entlang eines Radius der ringförmigen Erhebung) wie in 1 dargestellt, weist die ringförmige Erhebung eine Kreisbogenform auf. Daher nimmt die Größe der Querschnittsfläche der Durchgangsöffnung 25 von der Außenseite 21 zur Innenseite 22 zunächst ab und ab der Innenseite 22 der gleichen Richtung folgend wieder zu. Im Ruhezustand (1) ist die Querschnittsfläche der Durchgangsöffnung 25 auf der Höhe der Innenseite 22 des Abdeckelements 2 am kleinsten.
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An dem Zierelement 3 ist ein Befestigungsmittel 31 ausgebildet. Das Befestigungsmittel 31 dient zusammen mit der Durchgangsöffnung 25 der Befestigung des Zierelements 3 an dem Abdeckelement 2. Das Befestigungsmittel 31 umfasst einen Schaft 311, der entlang einer Achse A von dem Zierelement 3 absteht. Im befestigten Zustand erstreckt sich die Achse A im Wesentlichen entlang der Achse von der Außenseite 21 zur Innenseite 22. Der Schaft hat einen im Wesentlichen runden Querschnitt und eine entlang der Achse A im Wesentlichen konstante Querschnittsgröße. An dem dem Zierelement 3 abgewandten Ende des Schafts 311 ist im befestigten Zustand ein Kopf 312 ausgebildet, der sich im Wesentlichen quer zu der Achse A erstreckt. In der Ebene quer zur Achse A hat der Kopf 312 eine größere Ausdehnung als der Schaft 311. Im befestigten Zustand erstreckt sich der Schaft 311 des Befestigungsmittels 31 derart durch die Durchgangsöffnung 25, dass der Kopf 312 auf der Innenseite 22 des Abdeckelements 2 angeordnet ist und das Zierelement 3 auf der Außenseite 21 des Abdeckelements 2. Der Kopf 312 weist eine dem Schaft 311 zugewandte Seite auf, deren Form im Wesentlichen komplementär zu der Form der ringförmigen Erhebung 26 ist. Im befestigten Zustand ist diese Seite des Kopfes der ringförmigen Erhebung 26 zugewandt und liegt aufgrund der komplementären Form an dieser an. Im befestigten Zustand erstreckt sich der Kopf 312 über die gesamte ringförmige Erhebung 26 und liegt mit seiner Umfangskante an der Innenseite 22 des Abdeckelements 2 in unmittelbarer Nähe der ringförmigen Erhebung 26 um die ringförmige Erhebung herum an. Dabei liegt auch das Zierelement 3 an der Außenseite des Abdeckelements 2 an. Die Querschnittsgröße und -form des Schafts 311 sind dabei derart gewählt, dass der Schaft 311 in dem axialen Abschnitt der Durchgangsöffnung 25 mit der kleinsten Querschnittsfläche von der Durchgangsöffnung 25 (zumindest leicht) gehalten wird.
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Beim Auslösen des Airbags steigt durch das austretende Gas und den sich aufblasenden Gassack der Druck auf die Innenseite 22 des Abdeckelements 2. Dadurch verformt sich das Abdeckelement 2 und wölbt sich nach außen (2). Durch die Verformung des Abdeckelements 2 verformt sich ebenfalls die Durchgangsöffnung 25. Während sie sich im Bereich der Außenseite 21 weiter aufweitet, verengt sie sich im Bereich der Innenseite 22. Entsprechend verringert sich auch der Innendurchmesser der ringförmigen Erhebung 26. Im gewölbten Zustand des Abdeckelements 2 nimmt die Größe der Querschnittsfläche der Durchgangsöffnung 25 von der Außenseite 21 zur Innenseite 22 und darüber hinaus ab und nimmt dann (entsprechend der Kreisbogenform der ringförmigen Erhebung) wieder etwas zu. Durch die Wölbung des Abdeckelements verschiebt sich (im Vergleich zum Ruhezustand des Airbags) die kleinste Querschnittsfläche der Durchgangsöffnung 25 axial von der Außenseite weiter weg. Die kleinste Querschnittsfläche der Durchgangsöffnung ist im gewölbten Zustand des Abdeckelements 2 kleiner als die kleinste Querschnittsfläche der Durchgangsöffnung 25 im Ruhezustand. Daher wird der Schaft 311 beim Auslösen des Airbags im Vergleich zum Ruhezustand stärker von der Durchgangsöffnung 25 eingeklemmt und damit in dieser gehalten.
