DE3942694C2 - Abdeckung für einen gefalteten Gassack einer Aufprallschutzvorrichtung in Kraftfahrzeugen - Google Patents
Abdeckung für einen gefalteten Gassack einer Aufprallschutzvorrichtung in KraftfahrzeugenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Abdeckung für einen gefalteten Gassack
einer Aufprallschutzvorrichtung in Kraftfahrzeugen nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Solche Gassäcke blasen sich
plötzlich auf, wenn das Fahrzeug seine Geschwindigkeit schnell
verringert oder ein anderes Ereignis auf einen Zusammenstoß des
Fahrzeugs hindeutet, um einen Insassen vor einem Aufprall auf
im wesentlichen vor ihm liegende Teile des Fahrzeugs wie Steuerrad,
Armaturenbrett oder Windschutzscheibe zu schützen.
Derartige Gassäcke befinden sich in gefaltetem Zustand in einem
Gehäuse, das zum Teil von einem Träger gebildet wird, der am
Fahrzeug befestigt ist, z.B. an der Nabe des Steuerrads. Der
Gassack ist am Träger festgehalten und zum Teil von einer Abdeckung
umgeben, die sich im allgemeinen zwischen dem gefalteten
Gassack und dem Fahrzeuginsassen befindet. Als Werkstoff
für die Abdeckung wird bisher in großem Umfang ein Polymermaterial
verwendet, das Schwachzonen besitzt, um ein leichtes,
geregeltes Aufreißen zu gestatten, wenn der Gassack sich aufbläht,
aus dem Gehäuse hervortritt und seine voll aufgeblähte
Form einnimmt. Bei einer derartigen Abdeckung ist es natürlich
von besonderer Bedeutung, daß sie nicht in Teile zerbirst, die
gegen Fahrzeuginsassen geschleudert werden, um diese nicht
durch die herumfliegenden Teile zu gefährden. Eine übliche Lösung
dieses Problems besteht im Vorsehen einer Verstärkung,
üblicherweise eines Netzes, wie z. B. in der DE 37 07 370 A1
offenbart.
Abdeckungen mit Verstärkungsnetzen werden im allgemeinen aus
einem Kunststoff mit relativ geringer Festigkeit hergestellt,
wie z. B. aus einem Polyurethan-Schaumstoff. Das Verstärkungsnetz
wird in das Abdeckungsmaterial eingeformt und zur Bildung
von Schwachzonen unterbrochen, so daß die Abdeckung leicht brechen
kann, wenn sich der Gassack aufbläht. Gassäcke mit Verstärkungsnetzen
lassen sich nur in mehreren Stufen und nur schwer
mit großer Genauigkeit herstellen, selbst wenn ein Reaktions-
Spritzgießen angewandt wird. Sie sind deshalb teuer.
Aus der US 4 148 503 ist eine Abdeckung für einen gefalteten
Gassack bekannt, die einen vergleichsweise harten Kern aus thermoplastischem
Kunststoff aufweist, dessen Biege-Elastizitätsmodul
zwischen 1000 und 3000 kg/cm³ liegt. Damit die Abdeckung beim
Aufblähen des Gassacks kontrolliert aufreißt, sind in den Kern
Schwächungszonen in Gestalt aufeinanderfolgender Schlitze eingeformt.
Auf der einem Fahrzeuginsassen zugewandten Deckfläche
der Abdeckung ist ein mit dem Kern verbundenes Kissen angeordnet,
das aus einem flexibel bleibenden und leicht reißenden Material
besteht.
Aus der eine einschichtige Gassackabdeckung betreffenden DE 30
11 463 A1 ist bekannt, Deckelschalenteile der Abdeckung bevorzugterweise
aus Polyethylen herzustellen. In der DE 28 04 718
A1 ist eine haubenförmige Gassackabdeckung beschrieben, deren
Kern- bzw. Innenschicht aus einer verhältnismäßig dicken Polsterung
besteht, die außen mit einer dünnen Materialschicht
beispielsweise aus PVC abgedeckt ist. An der Polsterung sind
inwendig Einschnitte ausgebildet, die ein kontrolliertes Aufreißen
der Abdeckung zulassen. Desweiteren ist in dieser Druckschrift
eine einschichtige, keine Einschnitte aufweisende Abdeckung
aus einem weichen Material, z. B. aus Urethanschaum
oder Polyvinylchloridschaum, bekannt.
Die US 4 120 516 offenbart eine zweischichtige Gassackabdeckung,
deren äußere Schicht aus Polyurethanschaum hoher Dichte
und deren innere Schicht aus Polyurethanschaum geringer Dichte
besteht, wobei in die Innenschicht wiederum Einschnitte
eingeformt sind.
Aus der nachveröffentlichten, jedoch prioritätsälteren EP 0 357
356 A1 ist eine einschichtige Gassackabdeckung bekannt, die aus
Polycarbonaten, Polyolefinen, thermoplastischen Polyolefinmischungen,
Polyurethanen, Polyamiden, Polyacetalen, thermoplastischen
Polyesterelastomeren, Polybutylenterephthalat, Polyethylenterephthalat,
Acrylnitril/Butylen/Styrolpolymeren und
Polystyrol sowie aus veresterten Copolyether-ester-elastomeren
gefertigt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gassackabdeckung
mit weicher Oberfläche und angenehmem Griff bereitzustellen, in
der ein Kern unter der Oberflächenschicht bei von außen einwirkender
Belastung die Form beibehält, um den Luftsack zu schützen.
Die Abdeckung soll in kontrollierter Weise leicht aufreißen,
wenn der Luftsack sich aufbläht, und zwar innerhalb eines
Temperaturbereichs von -40°C bis 80°C. Wenn die Abdeckung
aufreißt, sollen keine freien Stücke entstehen und wegfliegen.
Aussehen und Verhalten sollen sich im genannten Temperaturbereich
nicht merklich ändern, wenn die Abdeckung 500 Stunden
lang einer Temperatur von 110°C ausgesetzt worden ist. Schließlich
soll die Abdeckung einfach und wirtschaftlich sowie mit
großer Genauigkeit und minimalem Ausschuß herstellbar sein.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer Gassackabdeckung
gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand schematischer
Zeichnungen näher erläutert:
Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Gassackanordnung mit
einer erfindungsgemäßen Abdeckung, wobei ein Teil
der Abdeckung im Querschnitt gezeigt ist;
Fig. 2 ist eine Draufsicht der in Fig. 1 gezeigten Abdeckung.
Die dargestellte Gassackanordnung umfaßt den eigentlichen
Gassack 2, der gefaltet in einem aus einer Abdeckung 1, einer
Aufblaseinrichtung 3 und einem Haltering 4 bestehenden Gehäuse
untergebracht ist. Der Haltering 4 klemmt einen ringförmigen
Streifen aus dem Werkstoff des Gassacks in unmittelbarer Nähe
der Sacköffnung an einem Träger 5 fest.
Die Abdeckung ist am Träger 5 mit einem Ring oder mit Bändern 6
und mit Nieten 7 befestigt. Ein Beispiel für einen Gassack und
dessen Anordnung, wie sie aus den Zeichnungen hervorgeht, ist
in der älteren deutschen Patentanmeldung P 39 13 017.7 vom 20.
April 1989 beschrieben. Die Erfindung eignet sich jedoch auch
für andere Ausgestaltungsformen von Gassäcken, einschließlich
solcher mit Abdeckungen unterschiedlicher Formen und Konfigurationen.
Die Abdeckung 1 hat eine äußere Oberflächenschicht 1A aus einem
Thermoplasten mit einer Härte A von 20 bis 90 (Japanische Industrienorm
K 6301-1975) und einen Kern 1B aus einem Thermoplasten
mit einem Biege-Elastizitätsmodul von nicht weniger als 1000
kg/cm2 (Japanische Industrienorm K 7203-1982), und einer Härte,
die über derjenigen des Werkstoffs der Oberflächenschicht liegt.
Die Abdeckung 1 hat vorbestimmte Schwächungszonen 1C, wie z. B.
Nuten und/oder Schlitze, entlang welcher der Kern leicht aufreißen
kann, wenn sich der Gassack aufbläht.
Bei der dargestellten Ausführungsform bestehen die Schwächungszonen
1C aus Streifen geringerer Dicke (Nuten) und in Abständen
angeordneten Perforationen, die sich in Längsrichtung über
die Mitte und in der Breite über jede Seite der Hauptwand erstrecken
und aus Nuten an jeder Ecke des Kerns 1B. Die Perforationen
reichen nicht vollständig durch die gesamte Ober
flächenschicht, können aber teilweise bis zur Innenfläche rei
chen. Bei erfindungsgemäßen Abdeckungen können verschiedene
Konfigurationen von Schwächungszonen angewandt werden; die in
Fig. 2 gezeigte stellt nur ein Beispiel dar.
Die für die äußere Oberflächenschicht (1A) brauchbaren Thermo
plasten umfassen thermoplastische Elastomere auf der Basis von
Olefinen, Polystyrol, Polyester, Polyurethan, Polyvinylchlorid
und Polyamid; weiche Polyolefin-Kunststoffe wie Ethylen/Vinyl
ester-Copolymere (EVA), Ethylen/α-Olefin-Copolymere insbesonde
re solche, deren α-Olefine 3 bis 12 Kohlenstoffatome haben;
Ethylen/ungesättigte Carbonsäure und deren Derivate und Copoly
mere und weiche Polyvinylchlorid-Kunststoffe. Diese Materialien
lassen sich allein oder im Gemisch anwenden. Polyolefin, Poly
styrol und Polyvinylchlorid-Elastomere sind im Hinblick auf
eine gewisse Weichheit der Abdeckung wünschenswert.
Die Polyolefin- und Polystyrol-thermoplastischen Elastomeren
werden besonders bevorzugt wegen ihrer Fähigkeit, die Weichheit
über einen breiten Temperaturbereich beizubehalten. Bei diesen
thermoplastischen Elastomeren auf Polyolefinbasis handelt es
sich zum Beispiel um Polyolefinkautschuk wie EPM, EPDM und
Ethylen/Buthen-1-copolymere, Polypropylen, Polyethylen, Poly
isobutylen und Copolymere von Propylen und Ethylen. Um die an
gestrebte Weichheit der Oberflächenschichten zu erhalten, ist
es bei Polyolefin-Elastomeren notwendig, einen Weichmacher in
Form eines Kohlenwasserstoffs wie paraffinbasisches oder naph
thenbasisches Öl zuzusetzen.
Die Polystyrol-Elastomeren, die als Grundpolymere für die Ober
flächenschicht 1A verwendet werden können, umfassen Blockco
polymere aus monovinylaromatischen Kohlenwasserstoffblöcken und
konjugierten Dien-Elastomer-Blöcken und die thermoplastischen
Elastomeren auf der Basis von hydrierten Derivaten derartiger
Blockcopolymerer. Die Grundpolymeren können durch übliche le
bende Polymerisation mit Hilfe von Lithium-Initiatoren herge
stellt werden. Die Polystyrol-Elastomeren können auch die hy
drierten Derivate eines Blockcopolymeren aus Polystyrol-Blöcken
und Polybutadien- oder Polyisopren-Blöcken sein. Diese Polyme
ren haben hervorragende Wetterbeständigkeit, Widerstandsfähig
keit gegen Altern in der Wärme und Einstellbarkeit der Weich
heit.
Die obigen Polyolefin- und Polystyrol-thermoplastischen Elasto
meren können nicht nur unabhängig voneinander, sondern auch ge
mischt in einem entsprechenden Verhältnis für die Oberflächen
schicht 1A verwendet werden. Speziell kann das Material der
Oberflächenschicht 1A ein Gemisch eines der oben genannten
Styrol-thermoplastischen Elastomeren eines Polyolefins oder
Polystyrols wie Polyisobutylens und eines Kohlenwasserstoff-
Weichmachers sein, wie im Falle obiger Polyolefin-Elastomerer
zur Einstellung der Härte und anderer Eigenschaften des Mate
rials.
Der Anteil an Kohlenwasserstoff-Weichmacher in der Oberflächen
schicht 1A soll 30 Gew.-% nicht überschreiten. Bei einer
größeren Menge kann das äußere Ansehen (Deformation und der
gleichen) der Gassack-Abdeckung beeinträchtigt werden, wenn sie
500 Stunden bei 110°C gehalten wird oder es kann zu einem Bruch
an anderen Stellen als den Schwächungszonen kommen oder die
Bruchstücke können beim Aufblasen des Gassacks auseinander
fliegen. Die Bestimmung des Anteils an Kohlenwasserstoff-Weich
macher erfordert auch die Beachtung der Härte (das weiche An
fühlen) und die Formungs- und Verarbeitungseigenschaften. Wenn
alle diese Faktoren berücksichtigt sind, sollte die Menge übli
cherweise unter 20, vorzugsweise unter 10 Gew.-% liegen. Wird
ein Weichmacher angewandt, so soll man dafür zumindest 1% und
vorzugsweise mehr als 3% verwenden.
Die Oberflächenschicht 1A kann anorganische Füllstoffe wie
Calziumcarbonat, Silicate, Talcum und dergleichen, sowie Pig
mente und Stabilisatoren enthalten. Stoffe mit teilweisen
Brückenstrukturen lassen sich ebenfalls in der Oberflächen
schicht 1A verwenden (JP-OS 26 838/1971, 13 541/1977,
37 953/1977 und 98 248/1981).
Materialien für die Oberflächenschicht 1A mit einer Härte von
unter 20 JIS-A fühlen sich angenehm weich an, sind jedoch unzu
länglich bei der Verarbeitung, Formung und hinsichtlich der me
chanischen Festigkeit und damit nicht zufriedenstellend. Mate
rialien mit einer Härte von größer 90 JIS-A ergeben keine Pro
bleme bei der Verarbeitung und Formung, sind jedoch unangenehm
hart. Die jeweils auszuwählende Härte für die Oberflächen
schicht 1A ist in einem gewissen Ausmaß abhängig von der
Schichtdicke. Im allgemeinen bevorzugt man die Verwendung eines
Materials mit einer Härte zwischen 30 und 70. Die besten Ergeb
nisse erreicht man häufig mit einer Härte von 45 bis 65.
Die Dicke der Oberflächenschicht 1A braucht nicht über die
ganze Abdeckung gleich sein, jedoch sollten zumindest 70%,
vorzugsweise mehr als 80% der Fläche nicht weniger als 0,5 mm
dick sein. Während es keine besondere obere Grenze für die
Dicke der Schicht 1A gibt, sollte sie aus Gründen der Wirt
schaftlichkeit, der Weichheit, der Funktion, der Abdeckung in
der Anwendung und der Verarbeitungs- und Formungswirksamkeit
10 mm nicht übersteigen.
Viele Materialien, die sich für die Schicht 1A eignen, können
zur Verbesserung der Weichheit und Verringerung des Gewichts
aufgeschäumt sein, bis zu etwa ihrem dreifachen Volumen.
Materialien für den Kern 1B umfassen die folgenden: α-Olefin
Homopolymere, Copolymere von Ethylen, Propylen und weiteren
Olefinen, Polycarbonate, schlagfestes Polystyrol, AS-Polymere,
Elastomere auf Polyolefinbasis wie EPM und EPDM sowie Ethylen/-
Buten-1-Copolymere. Diese und weitere Polymere können als
solche oder als Gemische im Hinblick auf die angestrebten Ei
genschaften eingesetzt werden. Wie üblich, kann das Material
des Kerns 1B mit verschiedenen Füllstoffen wie Glasfasern,
Talkum, Calciumcarbonat, Silicaten oder Glimmer, Pigmenten,
Stabilisatoren und dergleichen versehen werden.
Besonders wünschenswert von den oben genannten Kunststoffen
sind Polyethylen hoher Dichte, Polypropylen, Propylen/Ethylen-
Blockcopolymere und statistische Copolymere, sowie Polyolefin-
Elastomere, wobei Polypropylen, die Propylen/Ethylen-Blockco
polymeren und Polyethylen hoher Dichte bevorzugt werden, weil
sie sich gut mit dem Material der Außenschicht 1A z.B. Poly
olefin- und Polystyrol-Elastomere verbinden und über einen
weiten Temperaturbereich stabile Eigenschaften besitzen.
Gute Ergebnisse erhielt man mit einem Gemisch eines Propylen/
Ethylen-Blockcopolymeren und einem Elastomeren auf Polyolefin
basis wie einem Ethylen/Propylen-Kautschuk. Die Menge an Poly
olefin-Kautschuk für den Kern 1B sollte 60 Gew.-% nicht über
steigen. Größere Mengen führen zu Problemen beim Formen und
Verarbeiten und hinsichtlich der Haltbarkeit der Form.
Wenn das Material für den Kern 1B der Gassack-Abdeckung
einen Biegeelastizitätsmodul von weniger als 1000 kg/cm2 be
sitzt oder weicher ist als das Material der Oberflächenschicht
1A, so behält die Abdeckung nicht ihre ursprüngliche Form und
wird leicht deformiert. Andererseits sollte der Biegeelastizi
tätsmodul des Kernmaterials 30 000 kg/cm2 nicht übersteigen, um
eine gewisse Weiche der Abdeckung als Ganzes zu erreichen, d.h.
eine geringe Deformation durch Berührung mit dem Wageninsassen
zu ermöglichen und schließlich die Möglichkeit eines Bruchs in
unerwünschter Weise zu verhindern, wenn der Gassack sich bei extrem tiefen Tem
peraturen aufbläht.
Der Biegeelastizitätsmodul des Kernmaterials sollte zweckmäßi
gerweise zwischen 1500 und 11 000 kg/cm2 und vorzugsweise zwi
schen 2000 und 7000 kg/cm2 liegen. Es gibt Materialien, die
einen Biegeelastizitätsmodul in dem gewünschten Bereich haben
und trotzdem nicht zufriedenstellend sind, z.B. wegen großer
Schwankungen der Eigenschaften bei Temperaturänderungen oder
wegen geringer Schlagfestigkeit.
Hinsichtlich der Dicke des Kerns 1B bestehen keine besonderen
Begrenzungen; er soll jedoch im allgemeinen 1 bis 3 mm dick sein.
Wie oben erwähnt, ist der Kern 1B mit Schwächungszonen aus
gestattet, die zu einem leichten Bruch des Kerns führen, wenn
der Gassack beginnt sich aufzublähen. Solche Zonen können
Reihen von Perforationen 1C, Rillen oder dergleichen sein.
Die Lage und das Ausmaß der Schwächungszonen kann bei den er
findungsgemäßen Abdeckungen variieren und wird unter Berück
sichtigung solcher Faktoren wie Form und Festigkeit der Abdec
kung bemessen.
Die erfindungsgemäßen Abdeckungen können hergestellt werden
durch verschiedene übliche Verarbeitungsmethoden für Thermopla
sten. Sehr geeignet ist Spritzformen. Beim Spritzformen wird
der Kern in einer Form geformt und dann in eine andere Form
gegeben, in welcher noch Platz für die Oberflächenschicht ist.
Die Oberflächenschicht wird dann in diese zweite Form durch
Spritzformen eingebracht. Geeignet ist auch das doppelte
Spritzformen, wobei der Kern geformt, der Formhohlraum von dem
Kern getrennt und ein neuer Formhohlraum für die Oberflächen
schicht über dem Kern angeordnet wird, ohne daß der Kern aus
der Form genommen wird, worauf das Material für die Oberflä
chenschicht eingespritzt wird.
Die Schwächungszonen können in den Kern in der Form eingeformt
oder nachträglich hergestellt werden.
Die Gassack-Abdeckung kann mit dekorativen Farben versehen wer
den, um sich dem lnneren des Fahrzeugs anzupassen und das äuße
re Aussehen zu verbessern. Eine Beschichtung der Oberflächen
schicht 1A ist auch als Schutz vor Beschädigung wünschens
wert.
Die Gassack-Abdeckung beeinträchtigt in
keiner Weise den Fahrzeuginsassen, wenn er damit in Berührung
kommt, da ihr relativ harter Kern von der relativ weichen Ober
flächenschicht abgedeckt ist. Da der Kern hart ist, widersteht
die Abdeckung jedoch einer Deformation oder Beschädigung durch
die üblicherweise von außen auf sie einwirkenden Kräfte.
Reißt die Gassack-Abdeckung beim Aufblasen an den Schwächungs
zonen des Kerns auf, entstehen keine freien Bruchstücke und es werden keine Bruchstücke von dem Trä
ger weggeschleudert, da der Kern sicher an der
weichen Oberflächenschicht haftet. Die erfindungsgemäßen Ab
deckungen brechen also innerhalb eines Temperaturbereichs von
-40°C bis 80°C kontrolliert auf.
Obwohl die
Oberflächenschicht entlang der Schwächungslinien des Kerns
reißt, ist sie weniger zerbrechlich als der Kern und neigt
weniger zu einem Einreißen in unkontrollierter Weise. Somit
hält die Abdeckung Bruchstücke des Kerns fest, so daß sich diese
nicht vom Gassackträger entfernen können.
Die Beispiele in Tabelle I erläutern die Erfindung, während die
in Tabelle II angegebenen Vergleichsbeispiele einige Mängel
nicht erfindungsgemäßer Abdeckungen gegenüber erfindungsgemäßen
erkennen lassen.
Bei den Beispielen 1 bis 11 und den Vergleichsbeispielen 1 bis
9 war ein Kern von 1,0 bis 3,0 mm Dicke und 29 je etwa 0,7 mm
langen Schlitzen, durch Spritzformen eines Kernmaterials wie
unten angegeben hergestellt worden, unter Verwendung einer
Schnecke, einer Zweifarben-Spritzformmaschine und einer Form
schließkraft von 350 t, wobei anschließend die Oberflächen
schicht durch Spritzformen der angegebenen Dicke hergestellt
worden ist. Die so erhaltene Abdeckung 1 ist in Fig. 1
gezeigt.
Bei den Beispielen 3 und 10 bestand die Oberflächenschicht aus
einem Schaumstoff, der hergestellt worden ist durch Mischen von
5 Teilen eines Treibmittels auf CO2-Basis je 100 Teile Oberflä
chenmaterial.
Bei den Beispielen 4 und 11 war die Oberflächenschicht be
schichtet. Nach dem Formen der Abdeckung wurde die Oberflächen
schicht mit Isopropanol, einem Primer (MEX-5440 und Methyl
ethylketon 1 : 1) in einer Stärke von 7 bis 10 µm durch Aufsprit
zen beschichtet und dann 10 min bei Raumtemperatur getrocknet.
Anschließend wurde die Deckschicht aus Polyurethan (MEX-6047;
Härter F-3; Verdünnung 58u = 100 : 10 : 50) in einer Stärke von 20
bis 25 µm aufgespritzt und 10 min bei Raumtemperatur getrock
net. Anschließend wurde die Deckschicht in 30 bis 45 min bei
80°C eingebrannt.
Charakterisierung der in der Tabelle I genannten Materialien:
PP-1:
Propylen/Ethylen-Blockcopolymer,
MFR (230°C, 2,16 kg) = 1,8 g/10 min (Schmelzindex bestimmt nach ASTM D 1238),
Biegeelastizitätsmodul = 11 000 kg/cm²
Härte = 100 JIS-A
Propylen/Ethylen-Blockcopolymer,
MFR (230°C, 2,16 kg) = 1,8 g/10 min (Schmelzindex bestimmt nach ASTM D 1238),
Biegeelastizitätsmodul = 11 000 kg/cm²
Härte = 100 JIS-A
PP-2:
60/40 Gew.-% Gemisch von Propylen/Ethylen-Blockcopolymer BC-4 und Ethylen/Propylen-Kautschuk EPO7p;
BC-4: MFR (230°C, 2,16 kg) = 6,5 g/10 min,
Biegeelastizitätsmodul = 11 600 kg/cm²
EPO7p: ML (100°C) = 70, Propylengehalt = 27%,
Biegeelastizitätsmodul = 4000 kg/cm², Härte = 99 JIS-A
60/40 Gew.-% Gemisch von Propylen/Ethylen-Blockcopolymer BC-4 und Ethylen/Propylen-Kautschuk EPO7p;
BC-4: MFR (230°C, 2,16 kg) = 6,5 g/10 min,
Biegeelastizitätsmodul = 11 600 kg/cm²
EPO7p: ML (100°C) = 70, Propylengehalt = 27%,
Biegeelastizitätsmodul = 4000 kg/cm², Härte = 99 JIS-A
PP-3:
50/50 Gemisch von Propylen/Ethylen-Blockcopolymer BC4 und Ethylen/Propylen-Elastomer EPO7p;
BC-4: MFR (230°C, 2,16 kg) = 6,5 g/10 min,
Biegeelastizitätsmodul = 11 600 kg/cm²
EPO7p: ML (100°C) = 70, Propylengehalt = 27%,
Gemisch: Biegeelastizitätsmodul = 2000 kg/cm², Härte = 97 JIS-A
50/50 Gemisch von Propylen/Ethylen-Blockcopolymer BC4 und Ethylen/Propylen-Elastomer EPO7p;
BC-4: MFR (230°C, 2,16 kg) = 6,5 g/10 min,
Biegeelastizitätsmodul = 11 600 kg/cm²
EPO7p: ML (100°C) = 70, Propylengehalt = 27%,
Gemisch: Biegeelastizitätsmodul = 2000 kg/cm², Härte = 97 JIS-A
PP-4:
Polyethylen,
MFR = 5 g/10 min,
Biegeelastizitätsmodul = 12 000 kg/cm²,
Härte = 100 JIS-A
Polyethylen,
MFR = 5 g/10 min,
Biegeelastizitätsmodul = 12 000 kg/cm²,
Härte = 100 JIS-A
PP-5:
30/70 Gemisch von Propylen/Ethylen-Blockcopolymer und Ethylen/Propylen-Elastomer
Gemisch: Biegeelastizitätsmodul 500 kg/cm², Härte = 86 JIS-A
30/70 Gemisch von Propylen/Ethylen-Blockcopolymer und Ethylen/Propylen-Elastomer
Gemisch: Biegeelastizitätsmodul 500 kg/cm², Härte = 86 JIS-A
EVA:
Ethylen/Vinylacetat-Copolymer,
MFR (190°C, 2,16 kg) = 15 g/10 min
Biegeelastizitätsmodul = 400 kg/cm²
Härte = 82 JIS-A
Ethylen/Vinylacetat-Copolymer,
MFR (190°C, 2,16 kg) = 15 g/10 min
Biegeelastizitätsmodul = 400 kg/cm²
Härte = 82 JIS-A
PE-1:
Niederdruck-Polyethylen,
MFR (190°C, 2,16 kg) = 20 g/10 min,
Biegeelastizitätsmodul = 9000 kg/cm²,
Härte = 100 JIS-A
Niederdruck-Polyethylen,
MFR (190°C, 2,16 kg) = 20 g/10 min,
Biegeelastizitätsmodul = 9000 kg/cm²,
Härte = 100 JIS-A
PE-2:
40/60 Gemisch von linearem Polyethylen geringer Dichte und Ethylen/Propylen-Elastomer mit MFR (190°C, 2,16 kg) = 30 g/10 min und Biegeelastizitätsmodul 2600 kg/cm²
Gemisch: Biegeelastizitätsmodul = 400 kg/cm²,
Härte = 82 JIS-A
40/60 Gemisch von linearem Polyethylen geringer Dichte und Ethylen/Propylen-Elastomer mit MFR (190°C, 2,16 kg) = 30 g/10 min und Biegeelastizitätsmodul 2600 kg/cm²
Gemisch: Biegeelastizitätsmodul = 400 kg/cm²,
Härte = 82 JIS-A
TPO-1:
Polyolefin-thermoplastisches Elastomer,
Härte = 93 JIS-A
Polyolefin-thermoplastisches Elastomer,
Härte = 93 JIS-A
TPO-2:
Polyolefin-thermoplastisches Elastomer mit 33 Gew.-% eines Weichmachers pw 380 (Idemitsu Kosan)
Härte: = 65 JIS-A
Polyolefin-thermoplastisches Elastomer mit 33 Gew.-% eines Weichmachers pw 380 (Idemitsu Kosan)
Härte: = 65 JIS-A
TPS-1:
Polystyrol-thermoplastisches Elastomer; 10% pw 380,
Härte = 45 JIS-A
Polystyrol-thermoplastisches Elastomer; 10% pw 380,
Härte = 45 JIS-A
TPS-2:
Polystyrol-thermoplastisches Elastomer,
Härte = 15 JIS-A
Polystyrol-thermoplastisches Elastomer,
Härte = 15 JIS-A
TPS-3:
Gemisch von 100 Teilen einer Masse aus (1) SEBS-1, (2) SPX9400, (3) PIB-1 und (4) Öl bei einem Mischungsverhältnis 35/15/40/10 (Gew.-%) mit 0,2 Teilen "Irganox 1010" als Stabilisator und 0,5 Teilen Ruß, wobei das Mischen bei 200°C in einem Zweiwellen-Extruder geschah.
Härte = 55 JIS-A
Gemisch von 100 Teilen einer Masse aus (1) SEBS-1, (2) SPX9400, (3) PIB-1 und (4) Öl bei einem Mischungsverhältnis 35/15/40/10 (Gew.-%) mit 0,2 Teilen "Irganox 1010" als Stabilisator und 0,5 Teilen Ruß, wobei das Mischen bei 200°C in einem Zweiwellen-Extruder geschah.
Härte = 55 JIS-A
- (1) SEBS-1 ist ein hydriertes Styrol/Butadien-Blockcopolymer; Brookfield Viskosität, 20 Gew.-% in Toluollösung bei 25°C, 2000 cP.
- (2) SPX9400 ist ein Propylen/Ethylen-Blockcopolymer; MFR (230°C, 2,16 kg) = 6 g/10 min; Biegeelastizitätsmodul = 4500 kg/cm².
- (3) PIB-1 ist ein Polyisobutylen mit einem viskosimetrisch bestimmten mittleren Molekulargewicht von 30 000.
- (4) Als Weichmacher wurde ein Paraffin-basisches Öl verwendet, das bei 40°C eine kinetische Viskosität von 380 cSt hatte.
TPS-4:
Hergestellt wie TPS-3, jedoch mit folgender Masse:
(1) SEBS-1, (2) SPX 9400, (3) PIB-1, (4) Öl in einem Gewichtsverhältnis 35/15/30/20; Härte = 45 JIS-A.
Hergestellt wie TPS-3, jedoch mit folgender Masse:
(1) SEBS-1, (2) SPX 9400, (3) PIB-1, (4) Öl in einem Gewichtsverhältnis 35/15/30/20; Härte = 45 JIS-A.
TPS-5:
Hergestellt wie TPS-3, wobei ein hydriertes Styrol/Butadien-Blockcopolymer und eine Masse aus (1) SEBS-2, (2) SPX 9400, (3) PIB-1, (4) Öl in einem Gewichtsverhältnis von 45/15/30/10 angewandt wurde;
Härte = 68 JIS-A,
SEBS-2 hatte eine Brookfield-Viskosität bei der 20gew.-%igen Toluollösung bei 25°C von 1500 cP.
Hergestellt wie TPS-3, wobei ein hydriertes Styrol/Butadien-Blockcopolymer und eine Masse aus (1) SEBS-2, (2) SPX 9400, (3) PIB-1, (4) Öl in einem Gewichtsverhältnis von 45/15/30/10 angewandt wurde;
Härte = 68 JIS-A,
SEBS-2 hatte eine Brookfield-Viskosität bei der 20gew.-%igen Toluollösung bei 25°C von 1500 cP.
TPS-6:
Hergestellt entsprechend TPS-3 aus einer Masse enthaltend SEBS-1, SPX 9400 und Öl in einem Gewichtsverhältnis von 35/5/60; Härte = 15 JIS/A
Hergestellt entsprechend TPS-3 aus einer Masse enthaltend SEBS-1, SPX 9400 und Öl in einem Gewichtsverhältnis von 35/5/60; Härte = 15 JIS/A
TPS-7:
Hergestellt wie TPS-3 unter Verwendung einer Masse enthaltend SEBS-1, BC-4, Öl und Calziumcarbonat in einem Gewichtsverhältnis von 24/9/37/30;
Härte = 55 JIS-A (BC-4 siehe PP-2)
Hergestellt wie TPS-3 unter Verwendung einer Masse enthaltend SEBS-1, BC-4, Öl und Calziumcarbonat in einem Gewichtsverhältnis von 24/9/37/30;
Härte = 55 JIS-A (BC-4 siehe PP-2)
TPO-3:
Polyolefin-thermoplastisches Elastomer,
Härte = 70 JIS-A
Polyolefin-thermoplastisches Elastomer,
Härte = 70 JIS-A
TPO-4:
Polyolefin-thermoplastisches Elastomer,
Härte = 93 JIS-A
Polyolefin-thermoplastisches Elastomer,
Härte = 93 JIS-A
Bei dem Vergleichsbeispiel 10 bestand die Abdeckung des Gas
sacks aus einer Oberflächenschicht von Polyurethan-Schaumstoff
hoher Dichte und einem Kern aus Polyurethan-Schaumstoff gerin
ger Dichte. Diese Abdeckung wurde den Untersuchungen unterzo
gen. Der Kern wurde nach den RIM-Verfahren für geringe Schaum
stoffdichte hergestellt und gehärtet und dann in eine Form
gegeben, in welcher die Oberflächenschicht durch Spritzformen
gebildet werden konnte. Als Treibmittel für die Oberflächen
schicht diente Freon. Bei diesem Verfahren sind zwei Härtestu
fen erforderlich, gleichbedeutend mit einer Verringerung der
Produktionsleistung.
In Vergleichsbeispiel 11 wurde eine Gassack-Abdeckung mit
einem Verstärkungsnetz bewertet. Ein Gewebe aus Polyesterfäden
wurde so beschnitten, daß in den Schwächungszonen der Abdeckung
Ausschnitte entstanden. Das Gewebe wurde in eine Form eingelegt
und die Abdeckung nach der RIM-Methode geformt. Als Treibmittel
diente Freon. Die Abdeckung wurde aus der Form genommen und in
30 min bei 100°C getrocknet. Es war schwierig, mit dem einge
setzten Netz eine gute Oberflächenhaut zu erreichen.
Die Materialien für den Kern und die Oberflächenschicht sowie
deren Härten und die Biegeelastizitätsmoduln des Kernmaterials
der Beispiele und Vergleichsbeispiele finden sich in den fol
genden Tabellen I und II.
Alle in den Tabellen aufgeführten Gassack-Abdeckungen wurden
folgenden Untersuchungen unterworfen.
Entweder eine ganze Gassackeinheit mit einem Gassack (2), der
Abdeckung (1), dem Haltering 4 und dem Träger 5 sowie der Aufblasein
richtung (Fig. 1) oder eine Abdeckung 1 alleine wurden in
einer Umgebung bei einer Temperatur von -20°C belassen bis die
Probe die Temperatur der Umgebung angenommen hatte und dann von
10 Personen mit den Händen auf Weichheit geprüft. Die Weichheit
wurde als zufriedenstellend bewertet, wenn alle 10 Personen die
Abdeckung als weich empfanden, während sie als nicht zufrieden
stellend bewertet wurde, wenn 8 oder 9 von den 10 Personen sie
als weich empfanden und als schlecht, wenn weniger als 8 der 10
Personen sie als weich empfanden. Die gleiche Bewertung fand
dann bei einer Temperatur von 80°C statt.
Entweder eine gesamte Gassackanordnung nach Fig. 1 oder nur
eine Abdeckung 1 wurde viele Stunden (weniger als 1000 Stun
den) oder in 10 Erhitzungszyklen, wobei ein Zyklus zwischen
40°C und 100°C ging, bei 80°C bis 110°C gehalten und die De
formation der Abdeckung während und nach dem Test festgestellt.
Abdeckungen mit geringer Deformation wurden als zufriedenstel
lend, solche mit übermäßiger Deformation als schlecht bewertet.
Der Gassack wurde an einem Lenkrad befestigt und bei den Bei
spielen 1 bis 5 und Vergleichsbeispielen 1 bis 3 auf eine Tem
peratur von -20°C gebracht, während bei den restlichen Beispie
len und Vergleichsbeispielen die Prüftemperatur bei -40°C lag.
Sobald die zu prüfenden Abdeckungen die Prüftemperatur erreicht
hatten, erfolgte weniger als eine Minute später die Betriebsprü
fung. Wenn die Abdeckung brach und die Stücke auseinanderflo
gen, die Abdeckung in nicht beabsichtigter Weise brach und
Anlaß zum Reißen des Luftsacks gab oder die Abdeckung in
anderer Weise sich ungewöhnlich verhielt, so wurde sie als
schlecht bewertet. Verhielt sie sich jedoch normal, wurde sie
als zufriedenstellend bewertet.
20 Abdeckungen wurden kontinuierlich hergestellt, ihr äußeres
Aussehen, ihre Abmessungen und ihr Gewicht überprüft und
folgendermaßen bewertet: zufriedenstellend, wenn alle 20 Ab
deckungen annehmbar waren, nicht zufriedenstellend, wenn
weniger als alle, jedoch mehr als 90% akzeptabel waren, und
schlecht, wenn weniger als 90% akzeptabel waren.
Die Abdeckungen nach den Beispielen 5 bis 11 und den Ver
gleichsbeispielen 4 bis 11 wurden in einem Wärmealterungs
prüfgerät nach Geer bei einer Temperatur von 110°C während 500
Stunden gealtert. Dann wurden sie einer Betriebsprüfung bei
tiefer Temperatur (wie unter 3 angegeben) von -40°C untersucht
und hinsichtlich Aussehen und Beibehaltung der Form verglichen.
Nur Abdeckungen, die sich beim Betrieb normal verhielten, wur
den als zufriedenstellend bewertet. Alle anderen Abdeckungen,
die Deformationen, Ausschwitzen von Weichmacher aus dem Kern
oder andere physikalische Änderungen oder Änderungen im Aus
sehen zeigten, wurden als nicht zufriedenstellend eingestuft.
Alle erfindungsgemäßen Abdeckungen (Beispiele 1 bis 11) ergaben
sehr gute Resultate bei den Bewertungen auf Weichheit, Formsta
bilität, Betriebsfähigkeit bei tiefer Temperatur, Dauerhaftig
keit und Herstellungsproduktivität.
Alle Vergleichsbeispiele zeigten einen oder mehrere Mängel, die
in der folgenden Tabelle III angegeben sind.
(Mängel bei den Vergleichsbeispielen) | |
Nr. | |
Mängel | |
1 | |
Formstabilität schlecht | |
2 | Produktivität nicht zufriedenstellend |
3 | Weichheit schlecht |
4 | Formstabilität schlecht |
5 | Dauerhaftigkeit schlecht und Produktivität nicht zufriedenstellend |
6 | Weichheit schlecht |
7 | Dauerhaftigkeit schlecht |
8 | Betriebsverhalten und Dauerhaftigkeit schlecht und Weichheit nicht zufriedenstellend |
9 | Formstabilität und Produktivität schlecht, Weichheit nicht zufriedenstellend |
10 | Weichheit nicht zufriedenstellend und Betriebsverhalten bei tiefer Temperatur schlecht |
11 | Weichheit nicht zufriedenstellend und Produktivität schlecht |
Die Erfindung schafft demgegenüber eine Gassack-Abdeckung mit
weicher Oberflächenschicht, so daß der Fahrzeuginsasse bei
deren Berührung kein unangenehmes Gefühl hat. Da der Kern
relativ hart ist, behält er sehr gut seine Form und ist sehr
dauerhaft. Beim Aufblasen des Gassacks bricht die Abdeckung
entlang der Schwächungszonen, und die weiche Oberflächenschicht
verhindert ein Auseinanderfliegen der Bruchstücke des Kerns.
Die Abdeckung kann nach üblichen Formverfahren wie dem Zwei
farben-Spritzformen in so einfacher Weise und genau, mit hoher
Produktionsgeschwindigkeit und wenig Ausschuß hergestellt wer
den, wodurch die Produktionskosten beträchtlich herabgesetzt
werden.
Claims (6)
1. Abdeckung für einen gefalteten Gassack einer Aufprallschutzvorrichtung
in Kraftfahrzeugen, die zwischen dem Gassack
und einem Fahrzeuginsassen anzuordnen ist und eine äußere Oberflächenschicht
sowie einen Kern aus einem thermoplastischen
Kunststoff mit einem Biege-Elastizitätsmodul von nicht weniger
als 1000 kg/cm² (Japanische/Industrienorm K7203-1982)
aufweist, dessen Härte größer ist als die der
Oberflächenschicht, wobei Schwächungszonen in den Kern
eingeformt sind, in denen die Abdeckung beim Aufblasen des
Gassacks leicht bricht,
dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Oberflächenschicht ein thermoplastischer Kunststoff mit einer Härte A von 20 bis 90 (Japanische Industrienorm K6301-1975) ist und überwiegend aus Polyolefin-Elastomeren, Polystyrol-Elastomeren, Polyvinylchlorid- Elastomeren, weichem Polyvinylchlorid oder deren Mischungen besteht und daß der thermoplastische Kunststoff des Kerns in der Hauptsache aus Polyethylen hoher Dichte, Polypropylen, Blockcopolymeren von Propylen und Ethylen, statistischen Copolymeren von Propylen und Ethylen, Polyolefin-Kautschuk oder deren Mischungen besteht.
dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Oberflächenschicht ein thermoplastischer Kunststoff mit einer Härte A von 20 bis 90 (Japanische Industrienorm K6301-1975) ist und überwiegend aus Polyolefin-Elastomeren, Polystyrol-Elastomeren, Polyvinylchlorid- Elastomeren, weichem Polyvinylchlorid oder deren Mischungen besteht und daß der thermoplastische Kunststoff des Kerns in der Hauptsache aus Polyethylen hoher Dichte, Polypropylen, Blockcopolymeren von Propylen und Ethylen, statistischen Copolymeren von Propylen und Ethylen, Polyolefin-Kautschuk oder deren Mischungen besteht.
2. Abdeckung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin-Elastomer ein EPM-Kautschuk,
EPDM-Kautschuk, Ethylen/Buten-1-Copolymer, Polypropylen,
Polyethylen, Polyisobutylen oder deren Mischung ist.
3. Abdeckung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Polystyrol-Elastomer Blockcopolymere
von monovinylaromatischen Kohlenwasserstoff-Polymerblöcken
und konjugierten Dien-Polymerblöcken, hydrierte Blockcopolymere
von monovinylaromatischen Kohlenwasserstoff-Polymerblöcken
und konjugierten Dien-Polymerblöcken, hydrierte Blockcopolymere
von Polystyrolblöcken und Polybutadienblöcken oder
hydrierte Blockcopolymere von Polystyrolblöcken und
Polyisoprenblöcken enthält.
4. Abdeckung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schicht einen Kohlenwasserstoff-
Kautschuk als Weichmacher in einer Menge bis 30 Gew.-%
enthält.
5. Abdeckung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kern einen Polyolefin-Kautschuk
in einer Menge von nicht mehr als 60 Gew.-% enthält.
6. Abdeckung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kern ein Gemisch eines Propylen/
Ethylen-Blockcopolymeren und eines Polyolefin-Kautschuks ist,
wobei in dem Gemisch der Anteil an Polyolefin 60 Gew.-% nicht
übersteigt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3943757A DE3943757C2 (de) | 1988-12-26 | 1989-12-22 | Vorrichtung zum Verbinden einer Gassackabdeckung mit einer Basis |
Applications Claiming Priority (3)
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---|---|---|---|
JP63328323A JP2666446B2 (ja) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | エアーバッグ収納用カバー |
JP1042733A JP2720500B2 (ja) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | エアーバッグ収納用カバー |
DE3943757A DE3943757C2 (de) | 1988-12-26 | 1989-12-22 | Vorrichtung zum Verbinden einer Gassackabdeckung mit einer Basis |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3942694A1 DE3942694A1 (de) | 1990-06-28 |
DE3942694C2 true DE3942694C2 (de) | 1996-07-11 |
DE3942694C3 DE3942694C3 (de) | 2003-05-15 |
Family
ID=27200665
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE3942694A Expired - Lifetime DE3942694C3 (de) | 1988-12-26 | 1989-12-22 | Abdeckung für einen gefalteten Gassack einer Aufprallschutzvorrichtung in Kraftfahrzeugen |
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Country | Link |
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