DE202013006147U1

DE202013006147U1 - Innenverkleidungsteil

Info

Publication number: DE202013006147U1
Application number: DE202013006147.2U
Authority: DE
Original assignee: Faurecia Innenraum Systeme GmbH
Current assignee: Faurecia Innenraum Systeme GmbH
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2014-09-29
Anticipated expiration: 2023-06-29

Abstract

Innenverkleidungsteil (1) eines Kraftfahrzeuges, welches einen Träger (3) sowie ein mit dem Träger (3) verbundenes Airbagmodul (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine mit einem Innengewinde (7) versehene Gewindebuchse (5) in eine Kunststoffmatrix (6) des Trägers (3) oder des Airbagmoduls (2) eingebettet ist, wobei die Gewindebuchse (5) eine offene Schraubseite (9) zum Aufnehmen einer Schraube (15) sowie eine geschlossene Stirnseite (8) zur Vermeidung eines Eindringens von Kunststoff in die Gewindebuchse (5) aufweist, wobei der Träger (3) und das Airbagmodul (2) mittels der mindestens einen Gewindebuchse (5) und der Schraube (15) miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Innenverkleidungsteil eines Kraftfahrzeuges, welches einen Träger sowie ein mit dem Träger verbundenes Airbagmodul aufweist.
Für solche Innenverkleidungsteile ist es für die Sicherheit von Fahrzeuginsassen wichtig, dass eine sichere Verbindung zwischen dem Träger, beispielsweise einer Instrumententafel, und dem Airbagmodul besteht. Dies soll gewährleisten, dass trotz auftretender Kräfte von einigen tausend Newton bei einem Airbagschuss das Airbagmodul fest mit der Instrumententafel verbunden bleibt. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die Verbindung zwischen dem Airbagmodul und der Instrumententafel mittels mit Muttern ausgestatteter Blecheinleger oder Blechstreifen in der Instrumententafel und entsprechender Schrauben herzustellen. Nachteilig an solchen Ausführungen ist jedoch das relativ hohe Gewicht der Blecheinleger und Blechstreifen. Weiterhin fallen bei gattungsgemäßen Innenverkleidungsteilen mehrere Montageschritte an, welche Kosten verursachen.
Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein Innenverkleidungsteil vorzuschlagen, das eine vereinfachte Befestigung des Airbagmoduls an die Instrumententafel sowie ein geringes Gewicht aufweist. Ferner soll die Verbindung bei einem Airbagschuss Belastungen von mehreren Tausend Newton aushalten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Innenverkleidungsteil mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Weiterbildungen ergeben sich mit den Merkmalen der abhängigen Ansprüche und der Ausführungsbeispiele.
Das erfindungsgemäße Innenverkleidungsteil eines Kraftfahrzeuges weist einen Träger sowie ein mit dem Träger verbundenes Airbagmodul auf. Mindestens eine mit einem Innengewinde versehene Gewindebuchse ist in eine Kunststoffmatrix des Trägers oder des Airbagmoduls eingebettet, wobei die Gewindebuchse eine offene Schraubseite zum Aufnehmen einer Schraube sowie eine geschlossene Stirnseite zur Vermeidung eines Eindringens von Kunststoff in die Gewindebuchse aufweist. Der Träger und das Airbagmodul sind mittels der mindestens einen Gewindebuchse und einer Schraube miteinander verschraubt.
Durch die Einbettung der Gewindebuchse in die Kunststoffmatrix des Trägers können auf Blecheinleger oder Blechstreifen und eine Montage derer verzichtet werden. Mit der Erfindung werden somit Montage- und Materialkosten vermindert. Weiterhin ist die Gewindebuchse hierdurch besonders verliersicher ausgeführt; ein selbsttätiges Lösen der Schraubverbindung wird also verhindert. Darüber hinaus ist ein Gewicht des Innenverkleidungsteils mit der Gewindebuchse gegenüber den oben genannten Varianten mit Blecheinlegern oder Blechstreifen reduziert.
Beim Verschrauben von kunststoffbeschichteten Bauteilen kann es vorkommen, dass zwischen Schraubflächen der Schraube und Mutter Reste von Kunststoff vorhanden sind. Werden diese Bauteile beim Anlegen eines Anziehdrehmoments an die Schraube verschraubt, so stimmt das Anziehdrehmoment zwar zum Zeitpunkt der Befestigung. Nach einiger Zeit wird jedoch Kunststoff verdrängt, beispielsweise durch Alterung, und die Schraubverbindungen werden gelockert. Dies geht mit einem Klappern der Schraubverbindung durch die im Betrieb des Kraftfahrzeuges entstehenden Vibrationen einher. Die geschlossene Stirnseite der Gewindebuchse vermeidet jedoch ein Eindringen von Kunststoff in die Gewindebuchse im Herstellungsprozess. An der offenen Schraubseite dringt bevorzugt ebenfalls kein Kunststoff in das Gewinde ein, da die Gewindebuchse beispielsweise entsprechend in ein Spritzwerkzeug positioniert wird. Das Gewinde der Schraubverbindung kann somit kunststofffrei sein, wodurch ein Klappern der Schraubverbindung effektiv vermieden werden kann.
Die Gewindebuchse kann einen eckigen, mehreckigen, ovalen und/oder teilweise runden Querschnitt und/oder einen zylindrischen Querschnitt mit wenigstens einem nicht-umlaufenden radialen Vorsprung an einem Außenumfang aufweisen. Ein Durchdrehen der Gewindebuchse beim Anziehen einer Schraube kann hierdurch vermieden werden, da die Kunststoffmatrix und die Gewindebuchse in einer radialen Richtung des Gewindes formschlüssig miteinander verbunden sind. Bevorzugt weist die Gewindebuchse eine Sechskantform auf. Es kann auch vorgesehen sein, dass eine Oberfläche der Gewindebuchse derart mikrostrukturiert ist, dass die Gewindebuchse mittels eines Formschlusses mit der Kunststoffmatrix gegen ein Durchdrehen gesichert ist. In dieser Ausführungsform kann die Gewindebuchse einen im Wesentlichen zylindrischen Querschnitt aufweisen. Durch die Mikrostrukturierung der Oberfläche, beispielsweise Rändelung oder kleine Löcher in der Oberfläche der Gewindebuchse, kann trotz des zylindrischen Querschnitts gewährleistet werden, dass die Gewindebuchse beim Anziehen der Schraube nicht durchdreht.
Die Gewindebuchse kann mindestens einen Bund zur Sicherung gegen Auszugskräfte bei einem Airbagschuss aufweisen. Diese Auszugskräfte wirken in der Regel in Längsrichtung der Gewindebuchse. Zwischen der Kunststoffmatrix und dem Bund kann ein Formschluss vorliegen, welcher vermeidet, dass die Gewindebuchse beim Airbagschuss axial entlang einer Längsrichtung der Gewindebuchse aus der Kunststoffmatrix herausgezogen wird. Die Gewindebuchse kann mindestens einen zusätzlichen Bund umfassen, wobei der zusätzliche Bund einen kleineren oder einen gleichen oder einen größeren Durchmesser besitzt als der mindestens eine Bund. Hierdurch wird die Gewindebuchse zusätzlich gegen ein Herausziehen aus der Kunststoffmatrix beim Airbagschuss gesichert.
Ein Anziehdrehmoment der Schraubverbindung beträgt beim Anziehen einer Schraube vorzugsweise maximal 30 Nm. Besonders bevorzugt beträgt das Anziehdrehmoment bis zu 20 N bei einer Drehzahl von 500 U/min. Des Weiteren kann die Schraubverbindung durch einen harten Schraubfall gekennzeichnet sein. Nach einem spaltfreien Fügen der Schraube in die Gewindebuchse kann ein Drehwinkel bei Anlegen eines vorgegebenen Anziehdrehmomentes der Schraube vorzugsweise maximal 30° betragen. Ein harter Schraubfall liegt bevorzugt vor, wenn sich keine Materialreste im Gewinde befinden und wenn ein Material der Schraubverbindung beim Festziehen der Schraube nicht nachgibt. Dies wird beispielsweise durch Materialien wie Edelstahl, Stahl, Titan oder Messing gewährleistet. Durch den harten Schraubfall kann ein Klappern einer lockeren Schraubverbindung, welches im Verlauf der Zeit bei einem weichen Schraubfall entstehen kann, vermieden werden. Das Gewinde der Gewindebuchse kann hierbei fettfrei und/oder rostfrei und/oder magnetisch ausgeführt sein. Die Schraubverbindung ist bevorzugt derart ausgelegt, dass sie einer statischen axialen Auszugskraft von 4000 bis 7000 N standhält. Besonders bevorzugt vermag die Schraubverbindung eine statische axiale Auszugskraft von 5500 bis 6500 N aufzunehmen.
Die Kunststoffmatrix kann in einem aus dem Stand der Technik bekannten Spritzgießprozess entstanden sein. Die Einbettung der Gewindebuchse in die Kunststoffmatrix erfolgt bevorzugt in dem genannten Spritzgießprozess. Die Kunststoffmatrix kann hierbei aus Polypropylen (PP), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), einem Gemisch aus Polycarbonat (PC) und ABS oder aus einem faserverstärkten Kunststoff bestehen. Andere Kunststoffe sind für die Herstellung der Kunststoffmatrix auch denkbar. Vor der Einbettung der Gewindebuchse in die Kunststoffmatrix kann die Gewindebuchse durch einen Roboter in ein Spritzgusswerkzeug gelegt werden. Die Kunststoffmatrix kann dann in einem nächsten Schritt um die Gewindebuchse herum gespritzt werden. Um ein einfaches und reproduzierbares Einlegen auf einen Haltestift zu ermöglichen, kann die Gewindebuchse an der Schraubseite an einer dem Gewinde zugewandten Seite zum Aufnehmen des Haltestifts angefast sein. Die geschlossene Stirnseite der Gewindebuchse kann in Längsrichtung des Gewindes nach außen gewölbt sein, beispielsweise ballig. Eine Positionierung im Spritzgusswerkzeug kann hierdurch werkzeugschonend stattfinden. Insbesondere wird hierdurch ein Verschleiß von Schiebern zum Fixieren des Innenverkleidungsteils vermindert.
Der Träger kann ein Teil einer Instrumententafel, eines Dachhimmels, eines Lenkrades, eines Türinnenverkleidungsteils, einer Hutablage und/oder einer Armlehne sein, je nach dem, wo sich das Airbagmodul befindet.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand beigefügter Figuren erläutert. Dabei zeigen
1 eine perspektivische Ansicht von einer einer Sichtseite abgewandten Seite einer Instrumententafel,
2 eine andere Ansicht von der der Sichtseite abgewandten Seite der Instrumententafel,
3 vier perspektivische Ansichten von Gewindebuchsen,
4 eine Aufsicht auf die Schraubseite einer Gewindebuchse,
5 eine perspektivische Ansicht und eine Seitenansicht einer weiteren Gewindebuchse,
6 einen Querschnitt eines Verkleidungsteils,
7 einen Querschnitt des Verkleidungsteils nach einem Airbagschuss und
8 eine Ansicht X aus der 6.
In der 1 ist eine perspektivische Ansicht von einer einer Sichtseite abgewandten Seite einer Instrumententafel eines Innenverkleidungsteils 1 für ein Kraftfahrzeug gezeigt, welches ein Airbagmodul 2 sowie einen mit dem Airbagmodul 2 verbundenen Träger 3 umfasst. Der Träger 3 ist im gezeigten Beispiel Teil einer Instrumententafel. Alternativ kann der Träger 3 Teil eines Lenkrades, einer Hutablage, eines Dachhimmels oder einer Armlehne sein, je nachdem, wo sich das Airbagmodul 2 befindet. Das Airbagmodul 2 ist über vier Schraubverbindungen 4 mit dem Träger 3 verbunden. Für die Schraubverbindung 4 ist eine Gewindebuchse 5 in eine Kunststoffmatrix 6 eingebettet. In den 1 bis 7 ist die Gewindebuchse in die Kunststoffmatrix 6 des Trägers 3 eingebettet. Ebenfalls ist es möglich die Gewindebuchse 5 in eine Kunststoffmatrix des Airbagmoduls 2 einzubetten.
In der 2 ist eine weitere Ansicht von einer einer Sichtseite abgewandten Seite einer Instrumententafel gezeigt. Die Position der vier Schraubverbindungen 4 ist hier gut an vier sechskantigen Schraubenköpfen 20 zu erkennen.
Die 3 zeigt vier Ausführungen von Gewindebuchsen A, B, C und D welche für die Schraubverbindung 4 zwischen dem Airbagmodul 2 und dem Träger 3 verwendet werden. Sämtliche Ausführungen der in der 1 gezeigten Gewindebuchsen 5 weisen ein Gewinde 7, eine geschlossene Stirnseite 8 sowie eine offene Schraubseite 9 auf. Die Stirnseite 8 der Gewindebuchse ist geschlossen, um im Herstellungsprozess ein Eindringen von Kunststoff der Kunststoffmatrix 6 in die Gewindebuchse 5 zu verhindern. Weiterhin ist ein Bund 10 an der Stirnseite 8 angebracht, um die Gewindebuchse 5 bei einem Airbagschuss gegen axiale Auszugskräfte in Längsrichtung der Gewindebuchse 5 zu sichern. In den Ausführungen C und D ist ein zusätzlicher Bund 11 an der Schraubseite vorgesehen, weiterhin ist die Gewindebuchse B mit einem Bund 10, einem zusätzlichen Bund 11 und einem weiteren Bund 12 versehen. Die zusätzlichen Bünde 11 weisen in den Ausführungsformen B und D Durchmesser auf, die von Durchmessern des an der Stirnseite gelegenen Bundes 10 abweichen. Die Bünde 10, 11 der Gewindebuchse C weisen allesamt einen gleichen Durchmesser auf. Um die Gewindebuchsen 5 gegen ein Durchdrehen bei Anlegen eines Anziehdrehmoments an eine Schraube zu schützen, weist ein Querschnitt der Gewindebuchsen A, C und D eine Sechskantform 13 auf. Die Gewindebuchse B hingegen weist einen im Wesentlichen zylindrischen Querschnitt 14 auf. Damit auch diese Gewindebuchse B gegen ein Durchdrehen gesichert ist, ist eine Oberfläche der Gewindebuchse B in Längsrichtung des Gewindes gerändelt. Durch die Rändelung oder die Sechskantform entsteht ein Formschluss der Gewindebuchse 5 mit der Kunststoffmatrix 6. Zur Sicherung gegen ein Durchdrehen sind auch andere Ausführungsformen denkbar, beispielsweise mehreckige, ovale oder teilweise zylindrische Querschnitte oder Querschnitte mit wenigstens einem nicht-umlaufenden radialen Vorsprung.
Der die Kunststoffmatrix 6 und die in die Kunststoffmatrix 6 eingebettete Gewindebuchse 5 umfassende Träger 3 ist in einem Spritzgussprozess entstanden. Die Kunststoffmatrix 6 besteht aus einem langglasfaserverstärkten Polypropylen (PP LGF). Für die Kunststoffmatrix 6 können auch andere Materialien, wie zum Beispiel Polypropylen (PP), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder ein Gemisch aus Polycarbonat (PC) und ABS verwendet werden.
Das Gewinde 7 der Gewindebuchse 5 ist auf einen Durchmesser von 6,5 mm aufgebohrt. Weiterhin weist das Gewinde 7 eine Länge von 20 mm auf. Die offene Schraubseite 9 ist an einer dem Gewinde zugewandten Seite mit einer Fase 15 versehen. Für eine Positionierung der Gewindebuchse 5 in einem Spritzgusswerkzeug kann durch die Fase 15 ein Haltestift aufgenommen werden. Um die Positionierung und eine Abdichtung im Spritzgusswerkzeug weiter zu gewährleisten ist die Stirnseite 8 der Gewindebuchse ballig geformt. Durch die ballige Gestaltung der Stirnseite 8 wird das Spritzgusswerkzeug möglichst wenig beschädigt. Die Gewindebuchse 5 ist ferner aus einem Edelstahl gefertigt. Nach einem spaltfreien Fügen einer Schraube 16 in die Gewindebuchse beträgt ein Drehwinkel der Schraube 16 bei Anlegen eines Anziehdrehmomentes von 15 Nm an die Schraube 16 maximal 30°. Die Schraubverbindung 4 weist außerdem einen harten Schraubfall auf. Dies wird insbesondere durch die geschlossene Stirnseite 8 der Gewindebuchse sowie eine fettfreie und rostfreie Ausführung des Gewindes 7 ermöglicht. Die 4 zeigt eine Aufsicht auf die Schraubseite der Gewindebuchse A. Zur Veranschaulichung sind hier nochmal der sechskantförmige Querschnitt 13, der Bund 10, das Gewinde 7 und die Fase 15 gezeigt.
In der 5 ist eine weitere Ausführung der Gewindebuchse 5 gezeigt. Die Gewindebuchse umfasst eine Aussparung 21 und einen Bund 10'. Die Kunststoffmatrix 6 bildet im eingebauten Zustand einen Formschluss mit der Aussparung 21. Hierdurch ist die gezeigte Gewindebuchse 5 ebenfalls gegen Auszugskräfte gesichert.
Die 6 zeigt einen Querschnitt des Innenverkleidungsteils 1. Das Innenverkleidungsteil 1 umfasst ferner eine z. B. aus einem Gewirke oder einem geschäumten Material gebildete Haptikschicht 17. An einer Sichtseite weist das Verkleidungsteil ein Oberflächendekor 18 auf. Außerdem weist das Innenverkleidungsteil 1 eine nicht-dargestellte Klappe im Träger 3 auf, die beim Airbagschuss aufklappt damit ein Airbag 19 austreten kann. Ferner sind die Gewindebuchse 5 und die ballig ausgeführte Stirnseite 8 der Gewindebuchse 5 zu erkennen. Die in die Kunststoffmatrix 6 des Trägers eingebettete Gewindebuchse 5 ist mittels einer Schraube 16 mit dem Airbagmodul 2 verschraubt. Die vier Schraubverbindungen 4 vermögen jeweils einer statischen axialen Auszugskraft von 6000 N standzuhalten.
In der 7 ist das Verkleidungsteil 1 nach einem Airbagschuss gezeigt. In der Figur ist zu erkennen, dass die Schraubverbindungen 4 nach dem Airbagschuss intakt geblieben sind. Ferner ist in der 8 eine Ansicht X aus der 6 gezeigt. Die linke Schraubverbindung 4 ist zur Veranschaulichung zum Teil geschnitten. Hier sind neben der Gewindebuchse 5 die Schraube 15 und ein sechskantiger Schraubenkopf 20 der Schraube 15 zu erkennen.

Claims

Innenverkleidungsteil (1) eines Kraftfahrzeuges, welches einen Träger (3) sowie ein mit dem Träger (3) verbundenes Airbagmodul (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine mit einem Innengewinde (7) versehene Gewindebuchse (5) in eine Kunststoffmatrix (6) des Trägers (3) oder des Airbagmoduls (2) eingebettet ist, wobei die Gewindebuchse (5) eine offene Schraubseite (9) zum Aufnehmen einer Schraube (15) sowie eine geschlossene Stirnseite (8) zur Vermeidung eines Eindringens von Kunststoff in die Gewindebuchse (5) aufweist, wobei der Träger (3) und das Airbagmodul (2) mittels der mindestens einen Gewindebuchse (5) und der Schraube (15) miteinander verbunden sind.
Innenverkleidungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindebuchse (5) einen eckigen, mehreckigen, ovalen und/oder teilweise runden Querschnitt und/oder einen zylindrischen Querschnitt mit wenigstens einem nicht-umlaufenden radialen Vorsprung an einem Außenumfang aufweist zur Sicherung gegen ein Durchdrehen der Gewindebuchse (5).
Verkleidungsteil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche der Gewindebuchse (5) derart mikrostrukturiert ist, dass die Gewindebuchse (5) mittels eines Formschlusses mit der Kunststoffmatrix (6) gegen ein Durchdrehen gesichert ist.
Innenverkleidungsteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindebuchse (5) mindestens einen Bund (10) zur Sicherung gegen Auszugskräfte bei einem Airbagschuss aufweist.
Innenverkleidungsteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindebuchse mindestens einen zusätzlichen Bund (11, 12) umfasst, wobei der zusätzliche Bund (11, 12) einen kleineren oder einen gleichen oder einen größeren Durchmesser besitzt als der mindestens eine Bund (10).
Innenverkleidungsteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindebuchse (5) an der Schraubseite (9) an einer dem Gewinde zugewandten Seite angefast ist zum Aufnehmen eines Haltestiftes.
Innenverkleidungsteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Schraubverbindung (4) durch einen harten Schraubfall gekennzeichnet ist.
Innenverkleidungsteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anziehdrehmoment der Schraubverbindung (4) beim Anziehen einer Schraube (15) maximal 30 Nm beträgt.
Innenverkleidungsteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Schraubverbindung (4) derart ausgelegt ist, dass sie einer statischen axialen Auszugskraft von 4000 bis 7000 N standhält.
Innenverkleidungsteil gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die geschlossene Stirnseite (8) der Gewindebuchse (5) in Längsrichtung des Gewindes (7) nach außen gewölbt ist.
Innenverkleidungsteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde (7) der Gewindebuchse (5) fettfrei und/oder rostfrei und/oder magnetisch ist.
Innenverkleidungsteil gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffmatrix (6) in einem Spritzgussverfahren entstanden ist.
Innenverkleidungsteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffmatrix (6) aus Polypropylen (PP) oder Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder einem Gemisch aus Polycarbonat (PC) und ABS oder aus einem faserverstärkten Kunststoff besteht.
Innenverkleidungsteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (3) Teil einer Instrumententafel, eines Dachhimmels, eines Lenkrades, eines Türinnenverkleidungsteils, einer Hutablage und/oder einer Armlehne ist.