DE4005188C2 - - Google Patents
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- DE4005188C2 DE4005188C2 DE4005188A DE4005188A DE4005188C2 DE 4005188 C2 DE4005188 C2 DE 4005188C2 DE 4005188 A DE4005188 A DE 4005188A DE 4005188 A DE4005188 A DE 4005188A DE 4005188 C2 DE4005188 C2 DE 4005188C2
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- B60R21/21656—Steering wheel covers or similar cup-shaped covers
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Air Bags (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Abdeckung für den Gassack einer
Aufprallschutzvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Solche Gassäcke sind üblicherweise in einem Gehäuse zusammengefaltet,
das an der Nabe des Lenkrades vor dem Fahrer oder
am Armaturenbrett vor dem Beifahrersitz angebracht ist. Damit
beim Aufblasen des Gassacks die Stirnwand der Abdeckung
birst, sind beispielsweise durch Nuten oder Perforationen
Sollbruchlinien festgelegt. Die Stärke der Schwächungszonen
ist üblicherweise im ganzen gleichmäßig. Solche gattungsgemäßen
Gassackabdeckungen sind aus der DE-OS 37 07 370, der
DE-PS 29 05 618 und der US-PS 41 48 503 bekannt.
Bei diesen Gassackabdeckungen kann der Ort, von dem der Bruch
ausgeht, variieren; dies hängt großenteils davon ab, wie der
Gassack zusammengefaltet ist. Beispielsweise kann der Bruch
von einem Ende einer Sollbruchlinie, d. h. in der Nähe der
Stirnwand ausgehen. Außerdem besteht die Möglichkeit, daß die
Stirnwand bei niedrigen Temperaturen auf unverhoffte Weise
birst. Die Art, in der die Abdeckung bricht, kann einen ungünstigen
Einfluß darauf haben, wie der Gassack aufgeblasen
wird, so daß die Gestalt des völlig oder nahezu völlig aufgeblasenen
Gassacks sich unter
Umständen nicht als optimal einstellt.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Gassack Bruchli
nien in Form von Schwächungszonen in der Stirnwand einer
Gassackabdeckung zu schaffen, die sicherstellen, daß der
Bruch stets in der Nähe der Mitte der Stirnwand beginnt und
sich von der Mitte zum Umfang hin ausbreitet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Festigkeit der Schwächungszonen variiert, wobei die Schwächungszonen in Be
reichen, die der Mitte der Stirnwand näher liegen, eine ge
ringere Festigkeit haben, während sie in Bereichen, die von der
Mitte der Stirnwand weiter entfernt sind, eine größere Festigkeit haben.
Die Schwächungszonen können folgende bevorzugte Formen
aufweisen:
- 1. Reihen beabstandeter Nuten an der Innenfläche der Stirnwand, wobei die der Mitte näher liegenden Nuten näher beisammen angeordnet sind, während sie mit größerer Entfer nung von der Mitte weiter voneinander liegen;
- 2. Durchgehende Nuten an der Innenfläche, die in Berei chen, welche der Mitte näher liegen, tiefer sind, während sie in Bereichen in größerer Entfernung von der Mitte fla cher sind;
- 3. Miteinander in Verbindung stehende Nuten an den Innen flächen, die aus beabstandeten tieferen Nuten von im we sentlichen gleichförmiger Größe und Gestalt sowie flacheren Nuten in den Zwischenräumen zwischen den tieferen Nuten be stehen, wobei die tieferen Nuten im mittleren Teil der Stirnwand näher beisammenliegen, während sie in den Um fangsteilen der Stirnwand weiter auseinander angeordnet sind.
Die Erfindung läßt sich bei Abdeckungen für Gassäcke an
wenden, welche aus einer Kernschicht aus einem härteren po
lymeren Werkstoff und einer Deckschicht oder Oberflächen
schicht aus einem weicheren polymeren Werkstoff bestehen
und kann dabei eine der oben beschriebenen Ausführungsfor
men 1. bis 3. haben. Außerdem können die Schwächungszonen
in derartigen doppelschichtigen Abdeckungen kontinuierliche
Nuten in der Innenfläche der Kernschicht und beabstandete,
tiefere Nuten oder Schlitze (die sich völlig durch die
Kernschicht erstrecken) längs der Basis der Nut aufweisen,
wobei die tieferen Nuten oder Schlitze in Bereichen der
Schwächungszonen, die der Mitte der Stirnwand näher sind,
dichter beisammen angeordnet sind, während sie in Bereichen
in größerer Entfernung von der Mitte weiter auseinanderlie
gen.
Aufgrund der Tatsache, daß die Schwächungszonen in Berei
chen, die der Mitte der Stirnwand näher liegen, schwächer
sind, geht der Bruch immer vom schwächeren mittleren Teil
der Stirnwand aus, von wo aus er sich ausbreitet. Infolge
dessen wird der Gassack stets ordnungsgemäß zu optimaler
Gestalt aufgeblasen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an
hand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Draufsicht auf die Innenfläche einer Gassack
abdeckung mit Schwächungszonen gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 einen Querschnitt durch die in Fig. 1 gezeigte Ab
deckung längs der Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3, 4, 5A und 5B Teilquerschnitte längs der Linien
III-III in Fig. 2 bzw. IV-IV und V-V in Fig. 1 zur
Erläuterung von Einzelheiten;
Fig. 6 einen halben Querschnitt durch ein zweites Ausfüh
rungsbeispiel;
Fig. 7 einen Teilschnitt längs der Linie VII-VII in Fig.
6;
Fig. 8 einen halben Querschnitt durch ein drittes Ausfüh
rungsbeispiel;
Fig. 9 und 10 Querschnitte längs der Linie IX-IX bzw. X-X
in Fig. 8 zur Erläuterung von Einzelheiten des
dritten Ausführungsbeispiels; und
Fig. 11 und 12 Teilquerschnitte durch eine abgewandelte
Ausführungsform der Schwächungszonen bei dem in
Fig. 8 bis 10 gezeigten Ausführungsbeispiel.
Die Abdeckung 1 ist beim ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1
bis 5) im wesentlichen rechteckig im Grundriß und hat
Schwächungszonen in der Stirnwand, die eine in Längsrich
tung verlaufende mittlere Sollbruchlinie 2 sowie in Quer
richtung verlaufende Sollbruchlinien 3 und 4 in der Nähe
der Enden aufweisen, welche die mittlere Sollbruchlinie 2
unter rechtem Winkel schneiden. Jede der Sollbruchlinien 2,
3 und 4 besteht aus miteinander in Verbindung stehenden
flacheren Nuten 5 und tieferen Nuten 6 an der Innenfläche
der Stirnwand. Die flacheren Nuten 5 (Fig. 4 und 5B) sind
V-förmig; die tieferen Nuten (Fig. 5A und 5B) haben V-för
mige Basen 6b sowie parallele Seitenwände 6a. Die Nuten 5
und 6 haben die gleiche Breite A. Die tieferen Nuten sind
im Grundriß sechseckig (Fig. 1) und haben eine gleichför
mige Gestalt und Größe. Die Scheitel der V-förmigen Basen
der Nuten 5 und 6 liegen auf den Mittelachsen der Soll
bruchlinien 2, 3 und 4.
Im mittleren Bereich der in Längsrichtung verlaufenden
Sollbruchlinie 2 sind die tieferen Nuten 6 näher beieinan
der angeordnet, die flacheren Nuten 5 sind in Längsrichtung
ziemlich kurz. Der Abstand der tieferen Nuten 6 nimmt wei
ter von der Mitte zu, die flacheren Nuten 5 werden mit
größerer Entfernung von der Mitte zunehmend länger. Die
Längen a, b und c der flacheren Nuten 5 (siehe Fig. 1) sind
gleich, die Länge d gleicht der Länge e und die Länge d und
e ist größer als die Länge von a, b und c. Die Länge f ist
größer als die Länge d und e. Da sich die in Querrichtung
verlaufenden Sollbruchlinien 3 und 4 in der Nähe der Enden
der Stirnwand befinden, sind die durch den Gassack beim
Aufblasen auf sie ausgeübten Kräfte verhältnismäßig gering.
Folglich können die flacheren Nuten 5 der Sollbruchlinien 3
und 4 insgesamt kürzer sein als die der in Längsrichtung
verlaufenden Sollbruchlinie 2; sie können aber auch mit zu
nehmender Entfernung von der Längsmittellinie der Stirnwand
(das heißt von der in Längsrichtung verlaufenden Sollbruch
linie 2) zunehmend länger gestaltet sein.
Vorzugsweise ist die Abdeckung 1 aus einem thermoplasti
schen polymeren Werkstoff hergestellt, der beim Biegen
einen gemäß der japanischen Industrienorm JIS K-7203 be
stimmten Elastizitätsmodul von mehr als 1000 kg/cm2 hat. Zu
hierfür geeigneten Werkstoffen gehören Olefine, thermopla
stische Elastomere auf der Basis von Polyurethan, Styrol,
Polyester, Vinylchlorid und Polymeren, sowie Weichpolymere
auf Polyolefinbasis und netzverstärktes *RIM-Urethan
(*RIM = Reaction-Injection-Molding = Reaktions-Injektions-Verformung).
Als Beispiel seien folgende Abmessungen für das Ausfüh
rungsbeispiel gemäß Fig. 1 genannt, die jedoch nicht die
Erfindung einschränken sollen:
a, b und c|= 3 mm | |
d und e | = 5 mm |
f | = 7 mm |
A | = 2-5 mm |
B | = 3-5 mm |
D minus E | = 0,5-1 mm |
D minus F | = 1-2 mm |
Wenn die tieferen Nuten kleiner sind als die oben angegebe
nen Größenbereiche, beeinträchtigt das die Beständigkeit
der Form zum Herstellen des Deckels. Sind sie größer, kann
der Deckel durch Drücken mit einem scharfen Objekt, bei
spielsweise mit einem Fingernagel auf die Außenseite gegenüber
einer tieferen Nut 6 zerbrechen.
Da die tieferen Nuten in der Mitte der Stirnwand der Abdec
kung am nächsten beieinanderliegen, ist die Sollbruchlinie
2 in der Mitte am schwächsten, und der Bruch der Abdeckung
geht von der Mitte aus, wenn der Gassack aufgeblasen wird.
Sobald der Bruch oder Riß beginnt, breitet er sich von der
Mitte nach beiden Enden der Sollbruchlinie 2 aus. Die wei
tere Ausbreitung erfolgt dann von den Mitten der in Quer
richtung verlaufenden Sollbruchlinien 3 und 4, und zwar in
beiden Richtungen zu den beiden längeren Kanten der Stirn
wand. Die V-förmige Gestalt der Basen der Nuten 5 und 6
bietet Linien minimaler Festigkeit am Scheitel des V, und
längs dieser Linien setzt sich das Aufplatzen fort. Durch
die sechseckige Gestalt der tieferen Nuten 6 steht an jedem
in Längsrichtung liegenden Ende ein Beanspruchungsanstieg
zur Verfügung, der dazu beiträgt, daß sich der Bruch längs
jeder Sollbruchlinie fortsetzt.
Unterschiedliche Festigkeit der Sollbruchlinien läßt sich
nicht nur durch unterschiedlichen Abstand zwischen den tie
feren Nuten 6 erzielen, sondern auch dadurch, daß die tie
feren Nuten 6 in Bereichen der Stirnwand, die der Mitte nä
her liegen, tiefer und in weiter von der Mitte entfernten
Bereichen flacher gestaltet werden.
Bei dem in Fig. 6 und 7 gezeigten Ausführungsbeispiel ist
die Sollbruchlinie eine kontinuierliche Nut 5 mit V-förmi
ger Basis in der Innenfläche der Abdeckung 1A. Die Nut 5
ist am tiefsten in der Nähe der Mitte der Stirnwand und
flacher in weiter von der Mitte entfernten Bereichen. Bei
spielsweise kann die Abdeckung folgende Wanddicken am
Scheitel der Basis der Nut haben: h = 0,5-1,0 mm; i und j =
1,0-1,5 mm. Die Dimensionen i und j können gleich sein; be
vorzugt wird aber, daß die Dimension i kleiner ist als die
Dimension j. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Bruch
in der Zone des tiefsten Teils der Nut ausgelöst und brei
tet sich von der Mitte der Stirnwand längs des Scheitels
der V-förmigen Basis der Nut aus.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel (Fig. 8 bis 10) hat die
Abdeckung 1B eine Kernschicht 7 aus einem verhältnismäßig
harten polymeren Werkstoff und eine Oberflächenschicht 8
aus einem verhältnismäßig weichen polymeren Werkstoff.
Sollbruchlinien 9 sind als Schwächungsbereich in der
Kernschicht gebildet und bestehen aus einer durchgehenden
Nut (Fig. 9) in der Innenfläche sowie beabstandeten Perfo
rationen oder Schlitzen 10, die sich völlig durch die Kern
schicht 7 hindurcherstrecken (Fig. 10) und sich gleicher
maßen erstrecken wie Teile der Nut. Die zwischen den
Schlitzen liegenden Abstände k sind in Teilen der Soll
bruchlinie, welche der Mitte der Stirnwand näher liegen,
kürzer, während sie größer sind in Teilen, die von der
Mitte weiter entfernt und dem Rand der Abdeckung näher
sind. Die Abdeckung gemäß Fig. 8 bis 10 hat eine gleich
mäßige Dicke.
In Fig. 11 und 12 ist ein Ausführungsbeispiel einer Abdec
kung 1C gezeigt, die dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8
bis 10 insofern ähnelt, als sie eine Kernschicht 7 aus ver
hältnismäßig härterem polymerem Werkstoff und eine Oberflä
chenschicht 8 aus einem weicheren polymeren Werkstoff auf
weist. Allerdings ist die Dicke der Oberflächenschicht 8
längs der Schwächungszone 9 reduziert, so daß sie hier
(m) geringer ist als die Dicke 1 der restlichen Oberflä
chenschicht. Ähnlich ist die Dicke t der Kernschicht längs
der Schwächungszone geringer als die Dicke s im restli
chen Teil der Kernschicht. Wie beim Ausführungsbeispiel ge
mäß Fig. 8 bis 10 besteht die Schwächungszone 9 aus einer
kontinuierlichen Nut und beabstandeten Schlitzen in der
Kernschicht 7, wobei die Schlitze in Bereichen der Abdec
kung, die der Mitte näher liegen, dichter beisammen sind
als in weiter von der Mitte entfernten Bereichen. (Fig. 11
zeigt einen Querschnitt durch die Schwächungszone 9, in der
kein Schlitz vorhanden ist; Fig. 12 ist ein Schnitt an
einer Stelle, wo ein Schlitz vorhanden ist, der mit Bezugs
zeichen 10 angedeutet ist. Die Abdeckungen 1B (Fig. 8 bis 10) und 1C
(Fig. 11 und 12) können mit einer Zweifarben-
Spritzgußmaschine hergestellt werden.
So wurde beispielsweise eine Abdeckung 1C gemäß Fig. 11 und
12 mittels einer Zweifarben-Spritzgußmaschine hergestellt.
Die Kern- und Oberflächenschicht 7 und 8 wurden beide aus
einem thermoplastischen Elastomer auf Olefinbasis geformt.
Die Oberflächenschicht 8 hatte eine Härte von JIS A 50-60
(JIS-K 6301). Die Kernschicht hatte einen Elastizitätsmodul
von 2000-4500 kg/cm2 (JIS-K 7203). Ferner waren folgende
Abmessungen gegeben: m = 1,0 mm; t = 0,7 mm; l = 2-3 mm und
s = 1,5-3,0 mm. Die Schwächungszone hatte als Nut 9 eine
Breite von 3 mm. Die Schlitze waren 3 mm breit und 7 mm
lang. In der Nähe der Mitte der Stirnwand lagen die
Schlitze 3 mm auseinander; weiter von der Mitte entfernt
lagen die Schlitze 5 mm auseinander; am Rand der Stirnwand
betrug dieser Abstand 10 mm.
Eine Abdeckung gemäß dem oben beschriebenen Beispiel wurde
am Lenkrad eines Fahrzeugs eingebaut und bei Umgebungstem
peraturen von -20°C und +80°C geprüft. Eine Minute nach
dem die Abdeckung die Umgebungstemperatur erreicht hatte,
wurde der Gassack aufgeblasen und der Bruch der Abdeckung
sowie das Aufblasen des Gassacks beobachtet. Es zeigte
sich, daß der Bruch der Abdeckung selbst bei einer Tempera
tur von -20°C in der Mitte der Stirnwand begann. Die zer
borstenen Teile der Abdeckung trennten sich nicht von der
Halterungsplatte, und der Gassack wurde auf eine vorteil
hafte Weise aufgeblasen. Ähnliche Versuche mit einer her
kömmlichen Gassackabdeckung führten zu einem Bruch längs
des Umfangs und zu schlechter Entwicklung des Gassacks bei
einer Temperatur von -20°C.
Claims (5)
1. Abdeckung für den Gassack einer Aufprallschutzvorrichtung für Fahrzeuginsassen
mit einer Stirnwand, die über dem zusammengefalteten Gassack
vor einem Fahrzeuginsassen angeordnet
ist und im voraus festgelegte Schwächungszonen (2, 3, 4,
5, 6; 9, 10) hat, welche Sollbruchlinien bestimmen, in denen
die Stirnwand unter den vom Gassack auf sie aufge
brachten Kräften birst, wenn dieser aufgeblasen
wird, um aus der Abdeckung (1; 1A; 1B; 1C) zu entweichen
und sich zu seiner vollen Größe auszudehnen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Festigkeit
der Schwächungszonen (2; 3; 4; 5; 6; 9; 10) variiert, wobei die Schwächungszo
nen in Bereichen, die der Mitte der Stirnwand näher liegen,
eine geringere Festigkeit haben, während sie in Bereichen,
die von der Mitte der Stirnwand weiter entfernt sind, eine
größere Festigkeit haben.
2. Abdeckung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Schwächungszonen Reihen beabstandeter Nuten (6; 10) an der
Innenfläche der Stirnwand aufweisen, wobei die Nuten in Be
reichen der Schwächungszonen, die der Mitte der Stirnwand
näher liegen, dichter beisammen angeordnet sind, während
sie in Bereichen der Schwächungszonen in größerem Abstand
von der Mitte der Stirnwand weiter auseinander liegen.
3. Abdeckung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Schwächungszonen kontinuierliche Nuten (5) in der Innenflä
che der Stirnwand aufweisen, wobei die Nuten in Bereichen
der Stirnwand, die der Mitte näher liegen, tiefer sind,
während sie in Teilen der Stirnwand in größerer Entfernung
von der Mitte flacher sind.
4. Abdeckung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Schwächungszonen Reihen von miteinander in Verbindung ste
henden Nuten in der Innenfläche der Stirnwand aufweisen,
wobei beabstandete tiefere Nuten (6; 9) und flachere Nuten
(5) in den Zwischenräumen zwischen den tieferen Nuten ange
ordnet und die tieferen Nuten in Bereichen der
Schwächungszonen, welche der Mitte der Stirnwand näher lie
gen, dichter beieinander angeordnet sind, während sie in
Bereichen der Schwächungszonen in größerem Abstand von
der Mitte der Stirnwand einen größeren Abstand voneinander
haben.
5. Abdeckung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand aus
einer Kernschicht (7) aus einem härteren polymeren Werkstoff
und einer Oberflächenschicht (8) aus einem weicheren poly
meren Werkstoff besteht, und daß die Schwächungszonen
durchgehende Nuten (9) an der Innenfläche der Kernschicht
sowie beabstandete Schlitze (10) aufweisen, die sich längs
der Basis der Nut im wesentlichen ganz durch die Kern
schicht erstrecken, wobei die Schlitze in Bereichen der
Schwächungszonen, die der Mitte der Stirnwand näher liegen,
dichter beieinander angeordnet sind, während sie in Berei
chen der Schwächungszonen weiter weg von der Mitte der
Stirnwand einen größeren Abstand voneinander haben.
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