DE102020102809A1

DE102020102809A1 - Rückwärtsgeschwächte beifahrerairbagklappe

Info

Publication number: DE102020102809A1
Application number: DE102020102809.1A
Authority: DE
Inventors: Yi Yang Tay; Li Lu; Kenneth J. Kwasnik; Lisandro Trevino
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-02-05
Filing date: 2020-02-04
Publication date: 2020-08-06
Also published as: US11167716B2; US20200247347A1; CN111532234A

Abstract

Die Offenbarung stellt eine rückwärtsgeschwächte Beifahrerairbagklappe bereit. Ein Armaturenbrett für eine Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs umfasst ein Substrat und eine das Substrat bedeckende Haut. Das Substrat weist Innen- und Außenflächen auf und ist dazu ausgelegt, in der Fahrgastzelle neben einer Windschutzscheibe montiert zu werden. Die Innenfläche ist dazu ausgelegt, eine Airbagschachtanordnung zum Entfalten eines Airbags aufzunehmen. Die Innenfläche ist durch eine Klappennut gekennzeichnet, die eine Entfaltungsklappe definiert, die zumindest teilweise aufreißt, um den Airbag auszustoßen. In die Außenfläche ist eine Scharniernut eingeritzt, die einem Sehnenweg folgt, der die Außenfläche der Entfaltungsklappe halbiert und dazu konfiguriert ist, sich als Reaktion darauf zu biegen, dass eine Kante der Entfaltungsklappe auf die Windschutzscheibe aufprallt. Die Aufprallkraft gegen die Windschutzscheibe wird verringert, während die Steifheit der Klappe gegen den Airbag hoch bleibt, um das Aufreißen der Klappe durch den Airbag zu erleichtern.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Airbagsysteme für Kraftfahrzeuge und insbesondere eine verborgene Airbagentfaltungsklappe, die in einem Armaturenbrett-Substrat mit bidirektionaler Faltung gebildet ist.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Beifahrerairbagsysteme befinden sich häufig hinter einem Armaturenbrett. Während der Airbagentfaltung bricht die Expansion des Beutels eine verborgene Klappe im Armaturenbrett auf, damit sich der Beutel in einen Bereich zwischen dem Beifahrer und dem Armaturenbrett aufblasen kann. Eine gängige Konfiguration eines Airbagentfaltungssystems weist einen Entfaltungsschacht auf, der ein Aufblasmodul trägt, wobei der Schacht einen äußeren Flansch aufweist, der an die Unterseite eines Armaturenbrett-Substrats gebunden ist. Das Substrat wird geformt, um Innen- und Außenflächen und einen Entfaltungsklappenbereich zu definieren. Der Entfaltungsklappenbereich (der im Allgemeinen rechteckig ist) ist durch eine Naht mit reduzierter Dicke entlang eines geschlossenen Pfades definiert, der in die Innenfläche geformt ist. Mindestens drei Seiten des Klappenbereichs sind ausreichend geschwächt, um während der Airbagentfaltung aufzureißen. Die Reißnaht kann als Teil eines anfänglichen Formungsprozesses gebildet werden oder kann später unter Verwendung eines Einkerbungsprozesses (z. B. mit einem Laser oder heißen Messer) in das geformte Substrat hineingeformt werden. In einigen Fällen kann die Außenfläche des Substrats mit einer Außenhaut (z. B. Leder oder Elastomermaterial) besetzt werden, und eine Schaumschicht kann zwischen Haut und Substrat injiziert werden oder nicht. Entsprechende Reißnähte können auch an den Innenflächen einer Haut- oder Schaumschicht gebildet werden.
Ein typischer Entfaltungsschacht ist eine einstückig geformte Struktur, die mehrere Seitenöffnungen enthält, in denen Haken angebracht sind, die sich von einem Airbagmodul erstrecken. Das Airbagmodul selbst ist ebenfalls starr an einer Fahrzeugstruktur wie etwa einer Querstrebe des Fahrzeugs angebracht. Das Airbagmodul enthält einen gefalteten Segeltuchbeutel und chemische Treibmittel zum Befüllen des Beutels auf Befehl. Der Schacht beinhaltet typischerweise eine rohrförmige Schachtaußenwand, eine oder mehrere Klappenflügel, einen Flansch, der den Klappenbereich umgibt, und ein oder mehrere Scharnierelemente oder -bereiche, die den oder die Klappenflügel mit der Außenwand und dem Flansch verbinden.
Eine typische Beifahrerairbagklappe ist dazu ausgestaltet, die Airbagdruckbelastung, die durch das Ausdehnen des Airbags erzeugt wird, auf die Reißnaht zu übertragen, um die Klappe während einer Entfaltung so schnell wie möglich freizugeben. Eine saubere und schnelle Auftrennung der Reißnaht hilft dabei, Materialzersplitterung während der Airbagentfaltung zu vermeiden. Eine steifere Klappe kann die Airbagbelastung schneller auf die Reißnaht übertragen als eine flexiblere Klappe und verringert die Zersplitterungsgefahr. Daher besteht eine der Herausforderungen bei der Gestaltung von Beifahrerairbagklappen darin, ein Schacht- und Klappensystem zu entwickeln, bei dem die Klappe ausreichend Steifigkeit aufweist, um die Airbagentfaltungskraft wirksam auf die Reißnaht zu übertragen, während sowohl die Produktionskosten als auch das Gewicht geringgehalten werden.
Zum optimalen Schutz eines Insassen ist die Airbagklappe auf der Beifahrerseite in oder in der Nähe der Oberseite des Armaturenbretts angeordnet, wodurch sich die Klappe in der Nähe der Windschutzscheibe des Fahrzeugs befindet. Folglich wird das Auftreffen der Klappe auf die Windschutzscheibe, wenn diese während der Entfaltung des Airbags aufschwingt, zu einer potenziellen Gefahr, da die Windschutzscheibe beschädigt werden könnte. Trends im Fahrzeug-Styling und der Wunsch nach verbesserter Aerodynamik führen häufig dazu, dass die Neigung (d. h. der Rückstellwinkel) der Windschutzscheibe erhöht und die Tiefe des Armaturenbretts von vorn nach hinten verkürzt wird. Außerdem werden Beifahrerairbags immer größer und leistungsfähiger, was die minimal erforderliche Klappengröße erhöht, um die Entfaltung des Airbags zu ermöglichen. Folglich schneidet sich der potenzielle Schwenkbereich der Airbagklappe mit größerer Wahrscheinlichkeit mit der Windschutzscheibe und mit einer größeren Kraft. Die Verwendung einer steifen Klappe zum Erleichtern des Öffnens der Reißnaht kann zu einer erhöhten Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Windschutzscheibe führen. Es wäre wünschenswert, die Aufprallkraft zu verringern, die ausgeübt wird, wenn die Klappe mit der Windschutzscheibe in Kontakt kommt, während eine ausreichende Steifheit in der Klappe für eine sachgemäße Trennung der Reißnaht aufrechterhalten wird.
Das US-Patent 7,594,674 offenbart eine Entfaltungsklappe mit einem oder mehreren Abschnitten (Kanälen) mit verringerter Dicke, die sich seitlich in einer Innenfläche der Klappe erstrecken. Die Abschnitte mit verringerter Dicke wirken als Biegeinitiator, um die Klappe zu schwächen und zu bewirken, dass die Klappe beim Kontakt mit der Windschutzscheibe zusammenfällt. Die Anordnung der Kanäle führt jedoch zu einem unerwünschten Verlust an Steifheit bei Öffnen der Klappe, insbesondere wenn die Kanäle mit einer ausreichenden Größe ausgebildet sind, um eine angemessene Biegung beim Berühren der Windschutzscheibe bereitzustellen. Daher kann die Entfaltungsklappe im US-Patent 7,594,674 nicht gleichzeitig eine gute Steifheit in der Klappe zur sachgemäßen Trennung der Reißnaht aufrechterhalten und die auf die Windschutzscheibe ausgeübte Aufprallkraft signifikant verringern.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
In einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Armaturenbrett für eine Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs ein Substrat und eine das Substrat bedeckende Haut. Das Substrat weist Innen- und Außenflächen auf und ist dazu ausgelegt, in der Fahrgastzelle neben einem Fahrgastsitz und einer Windschutzscheibe montiert zu werden. Die Innenfläche ist dazu ausgelegt, eine Airbagschachtanordnung zum Entfalten eines Airbags aufzunehmen. In die Innenfläche ist eine Klappennut eingeritzt, die eine Entfaltungsklappe definiert, die zumindest teilweise aufreißt, um den Airbag auszustoßen. In die Außenfläche ist eine erste Scharniernut eingeritzt, die einem ersten Sehnenweg folgt, der die Außenfläche der Entfaltungsklappe halbiert und dazu konfiguriert ist, sich als Reaktion darauf zu biegen, dass eine Kante der Entfaltungsklappe auf die Windschutzscheibe aufprallt.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Armaturenbrettsystems für Kraftfahrzeuge, die einen Beifahrerairbagentfaltungsbereich zeigt.
2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 in 1, die einen Typ eines herkömmlichen Beifahrerairbagsystems zeigt.
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Airbagschachts und der Innenfläche eines Armaturenbrettsubstrats.
4 ist ein Diagramm, das eine Airbagausdehnung und eine daraus resultierende Schwenkbewegung einer Klappe nach dem Aufreißen einer Klappennaht zeigt.
5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine offene Entfaltungsklappe in Kontakt mit einer Windschutzscheibe zeigt.
6 ist eine Querschnittsansicht einer Entfaltungsklappe nach dem Stand der Technik mit inneren Kanälen, die einen Biegeinitiator bereitstellen, wenn sie die Windschutzscheibe berühren.
7 ist eine Querschnittsansicht einer Armaturenbrettanordnung mit einer Scharniernut in einer Außenfläche eines Substrats gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
8 ist eine Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines eingeritzten Substrats, das mit einer Haut- und Schaumschicht bedeckt ist.
9A und 9B sind Querschnittsansichten einer Entfaltungsklappe nach dem Stand der Technik mit einer in eine Innenfläche eingekerbten Scharniernut, wobei 9A einen ursprünglichen Formzustand und 9B einen gebogenen Zustand während der Entfaltung des Airbags zeigt.
10A und 10B sind Querschnittsansichten einer Entfaltungsklappe der Erfindung mit einer in eine Außenfläche eingekerbten Scharniernut, wobei 10A einen ursprünglichen Formzustand und 10B einen gebogenen Zustand während der Entfaltung des Airbags zeigt.
11 ist eine Draufsicht eines Armaturenbretts, die verschiedene mögliche Positionen für Sehnenwege von Außenscharniernuten zeigt.
12 ist ein Querschnitt des Armaturenbretts entlang Linie 12-12 von 11.
13 ist eine Querschnittsansicht eines Airbags, der durch die Substrat- und Schachanordnung entfaltet wird, wobei die Entfaltungsklappe mit der Windschutzscheibe in Kontakt tritt.
14 ist eine Draufsicht des Armaturenbretts, die eine andere Sehnenwegposition für eine Außenscharniernut zeigt.
15 ist eine Draufsicht des Armaturenbretts, die ein Paar Sehnenwege für Außenscharniernuten zeigt.
16 ist eine Draufsicht des Armaturenbretts, die eine Vielzahl von Sehnenwegpositionen für Außenscharniernuten zeigt.
17 ist ein Querschnitt der Armaturenbrettanordnung der Erfindung mit mehreren Außenscharniernuten und zeigt eine Expansionskraft eines sich aufblasenden Airbags zum Aufreißen der Entfaltungsklappe.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nun unter Bezugnahme auf die 1-3 beinhaltet ein Armaturenbrett 10 ein Beifahrerairbagsystem mit einer versteckten Naht 11, die einen Entfaltungsklappenbereich 12 definiert. Ein Armaturenbrettsubstrat 15 stellt die gewünschte Form und Festigkeit für das Armaturenbrett bereit. Es ist durch eine Abdeckschicht 16 bedeckt, die eine herkömmliche elastomere Haut und eine Schaumstoffschicht zwischen der Haut und dem Substrat 15 beinhalten kann. Ein Schacht 17 beinhaltet einen rohrförmigen Durchlass 18 und einen Entfaltungsklappenflügel 20 an dessen oberem Ende. Die Entfaltungsklappe 20 ist durch ein Scharnier 21 entlang einer Seite an den Durchlass 18 gekoppelt. Eine Lücke 22 kann beispielsweise eine Außenkante auf drei Seiten des Klappenflügels 20 definieren. Anstelle einer Lücke kann eine vorgeschwächte Naht die Klappenöffnung definieren, die sich erst öffnet, nachdem sie durch die Entfaltung aufgetrennt wurde. Der Schacht 17 beinhaltet einen Flansch (Kragen) 23, der die Klappe 20 umgibt. Der Flansch 23 und die Klappe 20 können eine Vielzahl von Schweißrippen zum Schweißen des Schachts 17 an das Armaturenbrettsubstrat 15 aufweisen.
Wie in 2 gezeigt, können das Armaturenbrettsubstrat 15 und die Abdeckschicht 16 eine versteckte Naht 25 beinhalten, die während des Öffnens der Entfaltungsklappe 20 aufreißt. Die Naht 25 definiert eine Klappenöffnung, die vor der Befestigung des Schachts 17 durch mechanische oder Lasereinkerbung ausgebildet werden kann. Ein Airbagmodul 27 ist an einer Vielzahl von Löchern 26 im Schachtdurchlass 18 montiert. Das Airbagmodul 27 besteht aus einem festen Kasten, der eine Treibmittelquelle 30 enthält, und einem gefalteten Beutel (nicht gezeigt), der entlang eines durch den Durchlass 18 definierten Entfaltungswegs zur Klappe 20 geführt wird, wenn er durch Gase aus der Treibmittelquelle 30 aufgeblasen wird. Das Airbagmodul 27 beinhaltet eine Vielzahl von Haken 31, die in eine entsprechende Vielzahl von Fenstern 26 aufgenommen ist. Ein Befestigungselement 32 koppelt das Airbagmodul 27 über eine Halterung an eine Fahrzeug-Querstrebe (nicht gezeigt).
Wie in 3 zu sehen ist, ist die verborgene Naht 25 als eine Klappennut eingeritzt, die den Substratabschnitt der Entfaltungsklappe definiert und typischerweise einem im Allgemeinen rechteckigen, geschlossenen Weg folgt. Die Naht 25 weist eine Nutentiefe auf, die so gewählt ist, dass sie während des normalen Gebrauchs eine gewünschte Stabilität bietet und eine wünschenswerte Reiß-/Entfaltungsleistung bereitstellt, wie in der Technik bekannt. Um eine gewünschte Festigkeit und ein gewünschtes Erscheinungsbild zu erzielen, können das Armaturenbrett-Substrat 15 und die Schachtanordnung 17 vorzugsweise aus formbaren thermoplastischen Materialien wie etwa Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyolefin (TPO), thermoplastischen Elastomeren (TPE) und thermoplastischem Elastomer-Olefin (TEO) gebildet sein.
4 zeigt die Wirkung eines expandierenden Airbags 33 auf eine Airbagentfaltungsklappe 34 (einschließlich entsprechender Abschnitte des Substrats und des Klappenflügels der Schachtanordnung) zwischen einem Scharnier 35 und einer Reißnaht 36. Nachdem die Aufprallkraft des Beutels 33 die Reißnaht 36 erfolgreich aufgetrennt hat, schwenkt der Klappenflügel 34 um das Scharnier 35 in eine offene Position 37, sodass der Airbag 33 austritt, um ein Beifahrerrückhaltemittel bereitzustellen.
Je nach Konfiguration eines Armaturenbretts, der Entfaltungsklappe und Nähe zur Windschutzscheibe kann sich ein Schwenkbereich der Entfaltungsklappe häufig mit der Windschutzscheibe überschneiden, sodass es zu einem Aufprall der Klappe auf die Windschutzscheibe während der Airbagentfaltung kommt. Beispielsweise zeigt 5 einen Abschnitt einer vorderen Beifahrerseite eines Fahrzeugs, wobei eine versteckte Klappe 37 geöffnet wurde und sich durch ihren Schwenkbereich in Richtung einer Windschutzscheibe 38 dreht. Aufgrund der Krümmung der Windschutzscheibe 38 kann eine Außenecke der Klappe 37 die Windschutzscheibe 38 an einem nächstgelegenen Punkt 39 treffen, an dem der Schwenkbereich die Windschutzscheibe am wahrscheinlichsten überschneidet.
6 zeigt eine Entfaltungsklappe 40 mit einem äußeren Substratabschnitt 41 und einem inneren Klappenflügel 42. Der Flügel 42 ist über ein Scharnier 43 mit einem Hauptschachtdurchlass 44 verbunden. Die Klappe 40 ist durch durchgezogene Linien in einer teilweise offenen Position gezeigt, wobei die Reißnaht 45 des Substrats 41 durch Aufblasen eines Airbags (nicht gezeigt) geöffnet wurde. Der Substratabschnitt 41 der Klappe 40 weist einen Kanal oder eine Kerblinie 48 auf, die in eine Innenfläche geschnitten ist, um als Biegeinitiator zu wirken. Gestrichelte Linien zeigen die Klappe 40 in einer vollständig geöffneten Position 47, in der eine Windschutzscheibe 45 von der Klappe 40 getroffen wurde. Infolge des Aufpralls kam es zu einer Biegung der Klappe 40 entlang der Kerblinie 48. Aus mehreren Gründen führt das Anordnen der Kerblinie 48 auf einer Innenfläche des Substrats 41 jedoch zu einer verringerten Leistung in Bezug auf das Aufreißen der Klappe 40. Die Kerblinie 48 befindet sich auf der Seite des Substrats 41, die den expandierenden Airbag aufnimmt, wodurch eine signifikante Verformung als Reaktion auf die Airbagkraft auftreten kann, die das Aufreißen der Klappe verzögert und Asymmetrien beim Aufreißen verursachen kann.
Die vorliegende Erfindung verwendet stattdessen eine Scharniernut an einer äußeren Klappenfläche, wie in 7 gezeigt. Ein Armaturenbrettsystem 50 beinhaltet ein Substrat 51 und eine Schachtanordnung 52. Die Schachtanordnung 52 umfasst ein Scharnier 53, einen Klappenflügel 54 und einen Befestigungsflansch 55. Die Schachtanordnung 52 ist an einer Innenfläche des Substrats 51 montiert. Eine Haut- oder Verkleidungsabdeckung 56 ist an der Außenfläche des Substrats 51 befestigt. Das Substrat 51 weist in die Innenfläche (durch Formen oder Einkerben) eingeritzte Reißnähte 57 und 58 auf. Wie durch die Naht 58 gezeigt, kann sich die Nahtöffnung in eine Innenfläche der Hautbedeckungsschicht 56 erstrecken.
In die Außenfläche des Substrats 51 ist eine Scharniernut 60 eingeritzt, die die Außenfläche der Entfaltungsklappe halbiert und dazu konfiguriert ist, sich als Reaktion auf einen Aufprall auf die Windschutzscheibe zu biegen. Da sich die Scharniernut 50 an der Außenfläche entfernt von dem sich aufblasenden Airbag befindet, tritt im Vergleich zum Stand der Technik eine geringere Verformung der Entfaltungsklappe als Reaktion auf Reißkräfte auf, die von dem sich aufblasenden Airbag ausgeübt werden. Je nach der Art des Materials, das als Deckschicht 56 verwendet wird, kann das Material der Schicht 56 die Nut 60 durchdringen oder nicht.
8 zeigt einen bevorzugten Typ einer Deckschicht, bei dem eine Hautschicht, wie etwa Leder oder ein simuliertes Gewebe- oder Kunstledermaterial, eine den Fahrzeuginsassen präsentierte Klasse-A-Oberfläche bereitstellt, und die von einer zwischen der Haut 61 und dem Substrat 51 eingespritzten Schaumschicht 62 getragen wird.
9A zeigt ein Entfaltungsklappensubstrat 63 nach dem Stand der Technik mit einer Scharniernaht 64, die in eine Innenfläche eingeritzt ist. Wie in 9B gezeigt, wird, wenn sich das Klappensubstrat 63 nach dem Stand der Technik als Reaktion auf die Belastung gegen die Windschutzscheibe biegt, der Grad der Biegung durch die Größe und Form der Naht 64 begrenzt (da sich der Spalt innerhalb der Naht 64 schließt). Anders ausgedrückt ist, um ein signifikantes Maß an Biegung zu erhalten, eine relativ größere Nahtbreite und/oder Nahttiefe notwendig. Eine Vergrößerung der Nahtabmessungen kann jedoch die Klappensteifigkeit drastisch verringern und sich negativ auf die Klappenentfaltung auswirken. Im Gegensatz dazu zeigt 10A eine Substratentfaltungsklappe 65 mit einer Scharniernut 66, die gemäß der Erfindung in eine Außenfläche eingeritzt ist. Während des Biegens unter Einfluss der Windschutzscheibe, wie in 6 gezeigt, dehnt sich die Nut 66 aus, anstatt sich zusammenzuziehen. Infolgedessen kann ein größerer Grad an Biegung erzielt werden, ohne die Nahtabmessungen stark zu vergrößern. Daher wird das anfängliche Reißen der Klappennaht nicht beeinträchtigt.
Die Form, Größe und Platzierungsgeometrie des Scharniers können angepasst werden, um eine optimale Leistung zu erzielen. Die Scharniernut kann fein abgestimmt sein, um sicherzustellen, dass die Airbagentfaltung nicht beeinträchtigt wird, während sie zugleich in der Lage ist, sich beim Aufprall auf die Windschutzscheibe zu biegen. Beispielsweise kann die Scharniersteifigkeit durch die Tiefe der Einkerbung in die Klasse-A-Oberfläche (d. h. die Außenfläche) der Klappe gesteuert werden, während die Gesamtsteifigkeit der Klappe des Fahrgastairbags (passenger air bag - PAB) durch die geometrische Platzierung des Scharniers beeinflusst wird. CAE kann verwendet werden, um vorteilhafte Positionen zum Einbringen einer oder mehrerer Scharniernuten zu bestimmen.
11 zeigt mehrere Scharnierplatzierungen für eine vergleichende Analyse. Ein Armaturenbrettsubstrat 67 weist eine Entfaltungsklappe auf, die durch eine Klappennut 68 definiert ist, die in ihre (Klasse B)-Innenfläche eingekerbt ist. Die Klappennut 68 stellt einen geschlossenen Klappenumfang bereit, der im Allgemeinen rechteckig sein kann und der eine entsprechende Klappenform auf der in 11 gezeigten (Klasse A)-Außenfläche definiert. Eine Schwenkkante 69 entspricht einer Schwenkseite der Klappe (d. h. dem Hauptscharnier zum Öffnen der Klappe gegenüber den Kanten der Klappe, die auf die Windschutzscheibe aufprallen könnten). Der Querschnitt von 12 zeigt die innere Kerbung der Klappennut 68 in das Substrat 67 und die äußere Kerbung einer Scharniernut 72.
In 11 ist jede mögliche Scharniernut, die in die Außenfläche eingeritzt ist, um das Klappenblatt beim Aufprall auf die Windschutzscheibe zu biegen, entlang eines Sehnenwegs konfiguriert, der sich zwischen zwei Punkten am Klappenumfang erstreckt, wodurch die Klappe halbiert wird. Drei mögliche Positionen für Sehnenwege (d. h. Scharnierlinien), die parallel zur Kante 69 sind, sind als hintere Scharnierlinie 70, mittlere Scharnierlinie 71 und vordere Scharnierlinie 72 gezeigt. In einem bestimmten PAB-Systemdesign, das für die CAE-Analyse verwendet wird, wurde die Kerbtiefe für bis zu 60 % der Basisdicke an jeder der Sehnenpfadpositionen untersucht. In diesem speziellen Beispiel wurden optimale Ergebnisse für die hintere Scharnierlinie 70 erzielt, sodass die Aufprallkraft auf die Windschutzscheibe um ungefähr 50 % und das Belastungsniveau auf die Windschutzscheibe um ungefähr 33 % verringert wurde. Das Aufreißen der Entfaltungsklappe (z. B. die zum Öffnen erforderliche Zeit und die Gleichmäßigkeit des Aufreißens) blieb im Wesentlichen unberührt.
13 zeigt das Biegen der Scharniernut 60 beim Aufprall der Entfaltungsklappe auf eine Windschutzscheibe 74 als Reaktion auf das Aufblasen eines Airbags 73. Die Reißnaht 57 kann sich vollständig trennen oder nicht. Wenn dies der Fall ist, hält das Scharnier 53 der Schachtanordnung 52 den Entfaltungsklappenabschnitt des Substrats 51 auf eine Weise zurück, die den Schwenkbereich der Klappe einschränkt und alle zerrissenen Teile zusammenhält. Wie gezeigt, können die optimalen Stellen für eine Scharniernut an einer Stelle sein, an der diese während des Aufpralls von der Windschutzscheibe 74 beabstandet bleibt.
Je nach Größe und Anordnung der Entfaltungsklappe im Substrat und der relativen Position der Windschutzscheibe bestimmt der Schwenkbereich der Entfaltungsklappe, welcher Punkt entlang der Klappenkante zuerst auf die Windschutzscheibe aufprallt. Wie in 14 gezeigt, definiert das Klappenprofil 68 eine erste Kontaktspitze 75 entlang der Klappenkante. Um die beste Leistung zu erzielen, wird die Klappe beim Aufprall auf die Windschutzscheibe entlang eines Sehnenwegs gebogen, der die Kontaktspitze überspannt. Somit ist eine Scharniernut entlang einer Sehnenbahn 76 zwischen den Punkten 77 und 78, die die Spitze 75 überspannen, eingeritzt (z. B. eingekerbt).
Nachdem sich die Entfaltungsklappe infolge des Aufpralls einer ersten Kontaktspitze zu verbiegen beginnt, kann ein weiteres Schwenken der Klappe zu einem nachfolgenden Aufprall eines anderen Abschnitts der Klappenkante gegen die Windschutzscheibe führen. Eine zweite Scharniernut kann eingeführt werden, um auf einen zweiten Kontakt zu reagieren, wie in 15 gezeigt. Somit definiert das Klappenprofil 68 eine erste Kontaktspitze 75 und eine zweite Kontaktspitze 83. Eine Scharniernut ist entlang eines Sehnenwegs 80 zwischen Punkten 81 und 82 eingeritzt (z. B. eingeformt), die die Spitze 75 überspannen, und eine weitere Scharniernut ist entlang eines Sehnenwegs 84 zwischen Punkten 81 und 85, die die Spitze 83 überspannen, eingeritzt.
Scharniernuten, die auf die spezifischen Kontaktspitzen reagieren, können mit einer Hauptscharniernut kombiniert werden, die parallel zum Hauptklappenscharnier verläuft. Wie in 16 gezeigt, können die Sehnenwege 86, 87 und 88 verwendet werden, um das Reagieren der Klappe während des Aufpralls auf die Windschutzscheibe maßzuschneidern, um die von der Windschutzscheibe erfahrene Belastung am besten zu reduzieren und zu verteilen.
17 zeigt eine Entfaltungsklappe 90 mit Scharniernuten 91 und 92, die auf ihrer Außenfläche eingeritzt sind. Eine Haut 93 bedeckt die Außenfläche und verbirgt die Scharniernuten 91 und 92. Wenn eine Kraft 94 durch einen sich aufblasenden Airbag erzeugt wird, wird die Klappe 90 entlang der Reißnähte 95 und 96 aufgerissen. Da sich die Scharniernuten 91 und 92 auf der Seite der Klappe 90 befinden, die die Kraft aufnimmt, und da die Stellen für die Scharniernuten 91 und 92 auf eine Weise eingestellt werden können, die die Öffnungskräfte berücksichtigt, kann die erforderliche Biegeleistung bei Aufprall der Windschutzscheibe erzielt werden, ohne das Reaktionsvermögen auf die Reißkraft 94 negativ zu beeinträchtigen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7594674 [0006]

Claims

Kraftfahrzeug mit einer Fahrgastzelle, umfassend: ein in der Fahrgastzelle montiertes Armaturenbrettsubstrat mit einer Innenfläche und einer Außenfläche, wobei in die Innenfläche eine Klappennut eingeritzt ist, die eine Entfaltungsklappe definiert, die zumindest teilweise aufreißt, um einen sich aufblasenden Airbag auszustoßen; einen rohrförmigen Schacht mit einem äußeren Flansch, der an dem Armaturenbrett um die Entfaltungsklappe angebracht ist und sich innen von dem Flansch zu einem unteren Ende erstreckt, das zur Aufnahme eines Airbagmoduls konfiguriert ist; und eine Windschutzscheibe neben dem Substrat innerhalb eines Schwenkbereichs der Entfaltungsklappe; wobei in die Außenfläche eine erste Scharniernut eingeritzt ist, die einem ersten Sehnenweg folgt, der die Außenfläche der Entfaltungsklappe halbiert und dazu konfiguriert ist, sich als Reaktion darauf zu biegen, dass eine Kante der Entfaltungsklappe auf die Windschutzscheibe aufprallt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Schwenkbereich der Entfaltungsklappe eine erste Kontaktspitze an der Kante der Entfaltungsklappe bestimmt, die auf die Windschutzscheibe aufprallt, und wobei der erste Sehnenweg die erste Kontaktspitze überspannt.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei in die Außenfläche des Substrats eine zweite Scharniernut eingeritzt ist, die einem zweiten Sehnenweg folgt, der die Außenfläche der Entfaltungsklappe halbiert, wobei ein fortgesetztes Öffnen der Entfaltungsklappe nach dem Aufprall der ersten Kontaktspitze auf die Windschutzscheibe zur Folge hat, dass eine zweite Kontaktspitze auf die Windschutzscheibe aufprallt, und wobei der zweite Sehnenpfad die zweite Kontaktspitze überspannt.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei in die Außenfläche des Substrats eine Vielzahl von Scharniernuten eingeritzt ist, die jeweils einem entsprechenden Sehnenweg folgen, der die Außenfläche der Entfaltungsklappe halbiert und die erste Kontaktspitze überspannt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Haut, die die Außenfläche des Substrats bedeckt und die Scharniernut verbirgt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Haut, die die Außenfläche des Substrats bedeckt und die Scharniernut verbirgt, und eine Schaumschicht, die zwischen der Haut und dem Substrat angeordnet ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Substrat aus einem geformten Thermoplast besteht und wobei die erste Scharniernut in die Außenfläche des Substrats eingekerbt ist.
Armaturenbrett für eine Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs, umfassend: ein Substrat mit einer Innenfläche und einer Außenfläche, wobei das Substrat dazu ausgelegt ist, in der Fahrgastzelle neben einem Beifahrersitz und einer Windschutzscheibe montiert zu werden, und wobei die Innenfläche dazu ausgelegt ist, eine Airbagschachtanordnung zum Entfalten eines Airbags aufzunehmen; und eine Haut, die die äußere Oberfläche bedeckt; wobei in die Innenfläche eine Klappennut eingeritzt ist, die eine Entfaltungsklappe definiert, die zumindest teilweise aufreißt, um den Airbag auszustoßen; und wobei in die Außenfläche eine erste Scharniernut eingeritzt ist, die einem ersten Sehnenweg folgt, der die Außenfläche der Entfaltungsklappe halbiert und dazu konfiguriert ist, sich als Reaktion darauf zu biegen, dass eine Kante der Entfaltungsklappe auf die Windschutzscheibe aufprallt.
Armaturenbrett nach Anspruch 8, wobei der Schwenkbereich der Entfaltungsklappe eine erste Kontaktspitze an der Kante der Entfaltungsklappe bestimmt, die auf die Windschutzscheibe aufprallt, und wobei der erste Sehnenweg die erste Kontaktspitze überspannt.
Armaturenbrett nach Anspruch 9, wobei in die Außenfläche des Substrats eine zweite Scharniernut eingeritzt ist, die einem zweiten Sehnenweg folgt, der die Außenfläche der Entfaltungsklappe halbiert, wobei ein fortgesetztes Öffnen der Entfaltungsklappe nach dem Aufprall der ersten Kontaktspitze auf die Windschutzscheibe zur Folge hat, dass eine zweite Kontaktspitze auf die Windschutzscheibe aufprallt, und wobei der zweite Sehnenpfad die zweite Kontaktspitze überspannt.
Armaturenbrett nach Anspruch 9, wobei in die Außenfläche des Substrats eine Vielzahl von Scharniernuten eingeritzt ist, die jeweils einem entsprechenden Sehnenweg folgen, der die Außenfläche der Entfaltungsklappe halbiert und die erste Kontaktspitze überspannt.
Armaturenbrett nach Anspruch 8, ferner umfassend: eine Schaumschicht, die zwischen der Haut und dem Substrat angeordnet ist.
Armaturenbrett nach Anspruch 8, wobei das Substrat aus einem geformten Thermoplast besteht und wobei die erste Scharniernut in die Außenfläche des Substrats eingekerbt ist.