DE10300035A1

DE10300035A1 - Armaturenbrett-Haut zum Abdecken eines Airbags und Verfahren zum Herstellen der Haut

Info

Publication number: DE10300035A1
Application number: DE10300035A
Authority: DE
Inventors: Glenn Chesterfield Cowelchuk
Original assignee: Lear Corp
Current assignee: International Automotive Components Group LLC
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2003-01-03
Publication date: 2004-04-29
Also published as: GB2393416A; US20040061262A1; GB0300873D0; GB2393416B

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen eines Verkleidungspaneels für eine Airbag-Supporteinrichtung umfasst die Schritte der Formung einer gesprühten aromatischen Urethanhaut und die Formung einer Aufreißnaht in der Haut durch Ritzen der Haut mit einem Ultraschallmesser.

Description

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Insassen-Rückhaltesysteme für Motorfahrzeuge, und im Besonderen auf ein nahtloses Verkleidungspaneel für eine Supporteinrichtung eines Airbags in einem Motorfahrzeug, und auf ein Verfahren zum Herstellen desselben.
Die Eingliederung von Airbags in Motorfahrzeuge hat für Fahrzeugdesigner in vielen Design-Herausforderungen resultiert. Es ist wünschenswert, einen Airbag in ein Verkleidungspaneel eines Motorfahrzeuges einzugliedern, wie in das Armaturenbrett im vorderen Insassenbereich des Fahrzeugs. Wenn der Airbag in das Verkleidungspaneel eingegliedert wird, ist es erforderlich, eine Airbag-Abdeckung vorzusehen, die während einer Kollision zuverlässig und sicher aufreißt. Diesbezüglich wurde bisher generell eine Aufreißnaht vorgesehen in der Verkleidungspaneel-Abdeckung, um sicher zu stellen, dass sich der Airbag zuverlässig auffaltet.
Fahrzeug-Designer ziehen es vor, wenn immer möglich, eine durchgehende Oberfläche an der Frontseite des Verkleidungspaneels zu haben, d.h., die Designer würden es bevorzugen, eine für Fahrzeuginsassen sichtbare Aufreißnaht in dem Verkleidungspaneel zu vermeiden. Es gab deshalb in jüngster Vergangenheit einen Ansatz, um ein "nahtloses" Design zu erzielen, bei dem es keinen sichtbaren Hinweis in der Frontfläche des Verkleidungspaneels mehr gibt, dass hinter dem Verkleidungspaneel ein Airbag angeordnet ist. Um dieses Design-Merkmal zu erhalten, werden in dem Verkleidungspaneel Aufreißnähte nur unterhalb der Oberfläche angeordnet, und nicht an der Frontfläche des Verkleidungspaneels.
Eine hauptsächliche Design-Herausforderung bei solchen "nahtlosen" Designs ist es gewesen, eine Abdeckung für das Verkleidungspaneel zu schaffen, die eine von der Frontfläche her nicht sichtbare Aufreißnaht hat. Eine konventionelle Abdeckung hat eine relativ weiche Haut mit einer Aufreißnaht an seiner unteren Fläche. Das Vorhandensein der Aufreißnaht zeichnete sich aber oft sichtbar z. B. als Vorsprung an einer Vorderfläche der weichen Haut ab, und zwar aufgrund deren weicher und faltbarer Natur. Es könnte zwar eine härtere Haut verwendet werden, jedoch hat sich die Ausbildung einer Aufreißnaht in einer härteren Haut als schwierig erwiesen, da härtere Häute das ordnungsgemäße Auffalten des Airbags beeinträchtigen können.
Es ist wünschenswert, eine Abdeckung für das Verkleidungspaneel zu schaffen, welche eine Haut besitzt, die genügend hart ist, um ein sichtbares Anzeichen für eine dahinterliegende Aufreißnaht an seiner Frontoberfläche auszuschließen, die jedoch dennoch keinen negativen Einfluss auf das ordnungsgemäße Auffalten des Airbags hat. Vorzugsweise würde eine solche Abdeckung eine höhere Zugfestigkeit haben, eine größere Aufreißfestigkeit, und eine größere Dehnung als gegenwärtig verwendete Abdeckungen. Eine solche Abdeckung wäre auch einfacher und kosteneffektiver herzustellen.
In einer offenbarten Ausführungsform dieser Erfindung umfasst eine Airbag-Supporteinrichtung eine Verkleidungspaneel-Abdeckung, die eine gesprühte aromatische Urethanhaut mit einer Aufreißnaht in ihrer unteren Fläche aufweist, wobei die Aufreißnaht mit einem Ultraschall-Messer geformt ist. Die Erfindung ist auch auf ein Verfahren gerichtet zum Herstellen eines Verkleidungspaneels für eine Airbag-Supporteinrichtung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Formen einer gesprühten aromatischen Haut und Ritzen der Haut mit einem Ultraschall-Messer.
Diese und andere Merkmale und Vorteile dieser Erfindung ergeben sich für Fachleute auf diesem Gebiet aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Vorderansicht eines Armaturenbretts mit einer Airbag-Einrichtung, die erfindungsgemäß ausgebildet ist,
2 einen Querschnitt in 1, entlang der Linie 2-2,
3 eine Perspektivansicht einer in einer Halterung angeordneten Haut und eines mechanischen Armes, der zum Ritzen der Haut und zum Formen einer darin verlaufenden Aufreißnaht ein Ultraschall-Messer abstützt, und
4 eine vergrößerte Querschnittsansicht der Haut mit einer Aufreißnaht.
1 verdeutlicht allgemein ein Fahrzeug-Armaturenbrett-Paneel 20, das eine Haut oder Hülle 24 besitzt. In Phantomlinien wird eine hinter der Haut 24 angeordnete Airbag-Supporteinrichtung 28 gezeigt. Obwohl bei der gezeigten Ausführungsform die Airbag-Supporteinrichtung 28 hinter der Haut 24 des Paneels des Armaturenbretts angeordnet ist, kann eine ähnliche Airbag-Supporteinrichtung auch hinter irgendeinem anderen Verkleidungspaneel angeordnet sein, das im Insasseninnenraum des Fahrzeuges positioniert ist.
Gemäß 2 umfasst das Armaturenbrett-Paneel 20, vorzugsweise, ein Substrat oder einen Support 22, der aus einem strukturellen Kunststoffmaterial bestehen kann. Beispiele solcher Kunststoffmaterialien sind: Acrylnitrilbutadienstyrol (ABS)/Polycarbonat, thermoplastisches Polyolefin (TPO), Polypropylen, Polyphylenoxid (PPO)/hochfestes Polystyrol CHIPS) oder styrolmalainisches Anhydrid (SMA). Das Substrat 22 weist eine darin eingeformte Öffnung auf, durch welche hindurch ein Airbag aufgefaltet werden kann. Die Öffnung wird durch eine Türklappe 32 verschlossen. Die Türklappe 32 ist, vorzugsweise, aus Kunststoff, Aluminium, oder einem anderen passenden leichten Material gebildet. Äußere Oberflächen des Substrats 22 und der Türklappe 32 sind, vorzugsweise, an eine Schicht eines passenden, energieabsorbierenden, elastomerischen Schaums angehaftet, wie an einem Urethanschaum, der in einer unterliegenden Relation zu der Haut 24 ein Kissen 50 formt. Die Haut 24 formt eine äußere dekorative Oberfläche für das Armaturenbrett 20.
Die Türklappe 32 hat mehrere äußere Ränder, und die Öffnung besitzt eine Vielzahl Seiten. Einer der äußeren Ränder der Türklappe 32 ist über ein flexibles Scharnierglied 36 mit einer der Seiten der Öffnung verbunden. Das Scharnierglied 36 erstreckt sich durchgehend über im Wesentlichen die gesamte Länge eines der äußeren Ränder der Türklappe 32. Für Fachleute auf diesem Gebiet liegt es auf der Hand, dass das Scharnierglied 36 auch durch mehrere Scharniere oder Gelenke gebildet sein könnte, die sich beabstandet entlang des äußeren Randes der Türklappe 32 verteilt befinden. Alternativ kann das Scharnierglied 36 die Form eines einzelnen Scharnieres haben, das sich entlang eines äußeren Randes der Türklappe 32 erstreckt. Das Scharnierglied 36 kann jede passende Form oder Konfiguration haben.
Bei der gezeigten Ausführungsform sind die äußeren Ränder der Türklappe 32 gegenüber den Seiten der Öffnung nach innen beabstandet, obwohl diese Maßnahme nicht unbedingt notwendig ist. Dieser Abstand schafft einen Spalt 35 zwischen den Seiten der Öffnung und den äußeren Rändern der Türklappe 32. Der Spalt 35 oder der Rand der Türklappe 32 liegt eng bei einer Aufreißnaht 38, die an einer unteren Fläche der Haut 24 vorgesehen ist.
Bei der gezeigten Ausführungsform wird die Airbag-Supporteinrichtung 28 unterhalb der Türklappe 32 durch eine geschweißte Naht zwischen einem äußeren Rand 30 der Airbag-Supporteinrichtung 28 und einer unteren Fläche des Substrats 22 abgestützt. Von dem äußeren Rand 30 erstreckt sich eine Supportstruktur 52 nach rückwärts. Die Supportstruktur 52 umfasst ein Paar L-förmiger Bügel 54. Ein Airbagmodul 56 besitzt ein Paar Kanäle 62. Die Kanäle 62 sind so geformt, dass sie mit einem Abschnitt jedes der L-förmigen Bügel 54 zusammenpassen.
Der Airbagmodul 56 enthält den eigentlich Airbag 60 und einen Airbagtreibsatz 58 zum Aufblasen des Airbags 60. Der Airbagmodul 56, der Airbag, und der Airbagtreibsatz 58 sind insgesamt hinter der Türklappe 32 angeordnet. Der Airbagmodul 56, der Airbag 60 und der Airbagtreibsatz 58 sind nur für illustrative Zwecke schematisch gezeigt, da solche Module in diesem Stand der Technik wohlbekannt sind und ihre Ausbildung kein Teil dieser Erfindung ist. Es gibt für Fachleute auf diesem Gebiet jedoch keine Zweifel, dass die Gestalt und Größe des Airbagmoduls 56, des Airbags 60 und des Airbagtreibsatzes 58 gegenüber den gezeigten abgeändert sein können.
Wenn während einer Kollision der Airbag 60 aufgefaltet wird, gelangt er zunächst direkt gegen eine Unterseite der Türklappe 32. Der Airbag 60 reißt dann die Haut 24 entlang der Aufreißnaht 38 auf, so dass der Abschnitt der Haut 24 innerhalb der Umrisslinien der Aufreißnaht 38 sich von dem Rest der Haut 34 separiert und mit der Türklappe 32 bewegt. Das flexible Scharnierglied 36 ermöglicht es, dass sich die Türklappe 32 nach außen schwenkt (in Richtung des Pfeiles A in 2), so dass der Airbag 60 in den Insassenraum des Fahrzeugs hinaus freigegeben werden kann. Während und nach der Auffaltung des Airbags 60 hält die geschweißte Verbindung den Kontakt zwischen der Unterseite des Substrats 22 und dem äußeren Rand 30 der Airbag-Supporteinrichtung 28.
Bei der gezeigten Ausführungsform umfasst der äußere Rand 30 die Türklappe 32 und die Aufreißnaht 38. Demzufolge wird der äußere Rand 30 um die gesamte Öffnung in dem Substrat 22, um die Aufreißnaht 38, und um die Türklappe 32 herum abgestützt.
Erfindungsgemäß kann die Haut 24 eine gesprühte aromatische Urethanhaut sein. Die Haut 24 wird aus zwei Komponenten geformt, welche, wenn miteinander vermischt, eine chemische Reaktion bewirken. Die Mischung wird dann durch ein Rohr (nicht gezeigt) und weiterhin durch eine Düse (nicht gezeigt) am Ende des Rohres gezwungen, um unterschiedliche Sprühmuster zu produzieren. Die Mischung wird auf einem beheizten Werkzeug deponiert, auf dem sie nach einer kurzen Zeitdauer (z.B. 45 Sekunden) aushärtet, um die Haut 24 zu formen. Die erfindungsgemäß Haut hat eine größere Zugfestigkeit, eine größere Reißfestigkeit, und eine größere Dehnung als gegenwärtig verwendete Häute. Die erfindungsgemäße Haut 24 ist auch härter und gestattet deshalb nicht, dass sich an ihrer Frontseite sichtbare Zeichen einer dahinter angeordneten Aufreißnaht 38 abbilden. Weiterhin lässt sich die Haut 24 leichter und kosteneffektiver herstellen.
Gemäß 3 wird die Haut 24 auf einer Halterung 64 platziert, wobei die Vorderfläche der Haut 24 fest an der Halterung 64 anliegt. Dies lässt sich auf jegliche passende Weise ausführen. Benachbart zur Halterung 64 ist ein mechanischer oder ein Roboter-Arm 66 angeordnet. Der mechanische Arm 66 stützt ein Ultraschallmesser 68 ab. Mechanische Arme und Ultraschallmesser sind im Stand der Technik wohlbekannt, und ihre Ausbildungen sind kein Teil dieser Erfindung. Das Ultraschallmesser 68 wird durch den mechanischen Arm 66 entlang der Haut 24 geführt, um die Haut 24 zu ritzen und die Aufreißnaht 38 zu formen. Diese schwächt die Haut 24 in einem lokalen Bereich.
Das Ultraschallmesser 68 moduliert oder vibriert, vorzugsweise, bei ca. 20.000 Zyklen pro Sekunde bis ca. 100.000 Zyklen pro Sekunde. Das Ultraschallmesser 68 formt eine sehr saubere V-förmige Aufreißnaht 38, wie in 4 illustriert. Die Aufreißnaht 38 kann eine durchgehende Aufreißnaht sein, oder eine diskontinuierliche Aufreißnaht. Der mechanische Arm 66 steuert den Abstand zwischen der Oberfläche der Halterung 64 und der Spitze der Klinge des Ultraschallmessers 68 so genau, dass das Material der Haut 24, das zwischen der Aufreißnaht 38 und der Vorderseite der Haut 24 verbleibt, in der Stärke im Wesentlichen konstant ist. Das ist wichtig, da die Dicke der Haut 24 selbst variieren kann. Daraus ergibt sich, dass die Tiefe der Aufreißnaht 38 variieren kann, in Übereinstimmung mit Variationen der Dicke der Haut 24. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Haut 24 zwischen ca. 0,8 mm bis ca. 1,3 mm stark und beträgt die Dicke des Materials, das zwischen der Aufreißnaht 38 und der Vorderseite der Haut 24 verbleibt, zwischen ca. 0,1 mm bis ca. 0,9 mm. In einem solchen Fall ist die Haut 24 ausreichend hart und dick, um die geformte Aufreißnaht 38 nicht an der Vorderseite der Haut 24 abzubilden oder anzudeuten, jedoch schwächt die Aufreißnaht 38 dennoch die Haut 24 in ausreichendem Maß, um es dem Airbag 60 zu ermöglichen, ohne Behinderung aufgefaltet zu werden.
Die vorstehende Beschreibung ist nur beispielsweiser Natur und nicht beschränkend. Variationen und Modifikationen der offenbarten Ausführungsform ergeben sich für Fachleute auf diesem Gebiet und vor allem in dem Schutzbereich dieser Erfindung. Demzufolge kann der legale Schutzbereich für diese Erfindung nur festgelegt werden anhand der nachfolgenden Patentansprüche.
In Übereinstimmung mit den Vorschriften des Patentgesetzes wurden das Prinzip und der Operationsmodus dieser Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform erläutert und illustriert. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass die Erfindung auch auf andere Weise praktiziert werden kann, als spezifisch erklärt und illustriert, und zwar ohne aus dem Sinngehalt oder Schutzumfang herauszufallen.

Claims

Verfahren zum Formen einer Abdeckung für einen Airbag in einem Verkleidungspaneel (20) eines Fahrzeugs, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Bereitstellen einer gesprühten aromatischen Urethanhaut (24); und b) Ritzen der gesprühten aromatischen Urethanhaut (24) mit einem Ultraschallmesser (68) zum Formen einer Aufreißnaht (38) in der Haut (24).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der die Haut formende Schritt gekennzeichnet ist durch folgende Schritte: a) Bereitstellen einer aromatischen Urethanmischung; b) Aufsprühen der Mischung auf ein beheiztes Werkzeug; und c) Verfestigen der Mischung zum Formen einer Haut (24).
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zur Bereitstellung der Mischung den Schritt umfasst, zwei Komponenten miteinander zu vermischen, um zwischen diesen eine chemische Reaktion hervorzurufen.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufspühschritt den Schritt umfasst, die aromatische Urethanmischung durch eine Düse am Ende eines Rohres zu zwingen.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verfestigen der Mischung die Mischung auf dem beheizten Werkzeug für ca. 45 Sekunden deponiert bleibt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Ritzens folgende Schritte umfasst: a) Platzieren der Haut (24) auf einer Halterung (64); und b) Führen des Ultraschallmessers (68) mit einem mechanischen Arm (66) zum Ritzen der Haut (24).
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Haut (24) mit ihrer Vorderseite fest auf der Halterung (64) platziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ultraschallmesser (68) moduliert oder vibriert wird mit ca. 20.000 Zyklen pro Sekunde bis ca. 100.000 Zyklen pro Sekunde.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufreißnaht (38) eine kontinuierliche, V-förmige Aufreißnaht ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand zwischen einer Oberfläche der Halterung (64) und einer Spitze der Messerklinge des Ultraschallmessers (68) durch den mechanischen Arm (66) derart gesteuert wird, dass die Dicke des zwischen der Oberfläche der Halterung (64) und der Spitze der Messerklinge verbleibenden Materials der Haut (24) im Wesentlichen konstant bleibt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haut (24) ca. 1,0 mm dick ist, und dass der Abstand zwischen der Oberfläche der Halterung (64) und der Spitze der Schneidklinge des Ultraschallmessers (68) in einem Bereich von ca. 0,1 mm bis ca. 0,9 mm liegt.