DE69610557T2

DE69610557T2 - Thermoplastische luftsackabdeckung mit einem membranschalter

Info

Publication number: DE69610557T2
Application number: DE69610557T
Authority: DE
Inventors: J. Davis
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-06-02
Filing date: 1996-04-23
Publication date: 2001-05-31
Anticipated expiration: 2016-04-24
Also published as: AU6673896A; US5520412A; DE69610557D1; WO1996038325A1; AU695760B2; CA2222931A1; EP0828637B1; EP0828637A1

Description

Diese Erfindung betrifft thermoplastische Airbag- Abdeckungen.
Momentan wird, wenn Airbag-Abdeckungen in Autos auf der Fahrerseite des Fahrzeugs vorgesehen sind, der Airbag in der Steuersäule hinter einer Airbag-Abdeckung gelagert. Während automatischem Aufblasen des Airbags bewegt sich die Airbag-Abdeckung von der Steuersäule weg, um seine Sicherheitsfunktion zwischen der Steuersäule und dem Fahrer des Fahrzeugs zu ermöglichen.
Eine aktuelle Praxis in der Fahrzeugindustrie stellt die Verwendung von Airbag-Abdeckungen dar, die vollständig aus Kunststoff bestehen. Konventionelle Airbag-Abdeckungen, die in Verbindung mit Insassenhaltesystemen verwendet werden, umfassen oft verschiedene Verbindungssysteme zur Befestigung der Airbag-Abdeckung an dem nicht aufgeblasenen Airbag-Behälter. Wie die Fachleute in diesem Gebiet erkennen werden, umfassen solche Systeme normalerweise eine zweiteilige Konstruktion, bei der ein erster, gewöhnlich aus einem relativ steifen Material hergestellter Abdeckteil zu Beginn direkt über dem nicht entfalteten Airbag-Behälter angeordnet wird. Ein zweiter elastischerer Abdeckteil wird als nächstes über dem ersten Abdeckteil befestigt und als die äußere dekorative Abdeckung verwendet.
Das an Clark et al. erteilte US-Patent Nr. 4,325,568 offenbart ein Modulrückhaltesystem für Insassen, das eine Aufblaseinrichtung, ein Kissen, einen Behälter für das Kissen und eine Airbag-Abdeckung für den Behälter zusammengebaut als ein Modul umfaßt. Clark et al. verwendet eine zweiteilige Airbag-Abdeckungskonstruktion.
zusammengebaut als ein Modul umfaßt. Clark et al. verwendet eine zweiteilige Airbag-Abdeckungskonstruktion. Das an Gaultier erteilte US-Patent Nr. 5,085,462 offenbart eine Baugruppe aus Airbag und Fahrzeughupenschalter. Gaultier offenbart weiter eine konventionelle zweiteilige Abdeckungskonstruktion.
Das an Adam et al. erteilte US-Patent Nr. 5,186,490 offenbart eine Abdeckung für ein aufblasbares Haltesystem für ein Kraftfahrzeug, das einen Schlitz in der oberen Wand desselben aufweist, in den eine auswechselbare dünne Schalterbaugruppe oder Schalterbaugruppe vom Membrantyp eingeführt wird. Adams et al. offenbart weiter eine Airbag- Abdeckung mit einer durch Spritzguß gebildeten thermoplastischen oberen Wand und einer weichen äußeren Abdeckung, die zur Innenseite des Fahrzeugs freiliegt und aus Urethan, Vinyl oder Polyester hergestellt ist. Die äußere Abdeckung umschließt und überlappt die obere Wandstruktur und den nicht entfalteten Airbag vollständig, wobei zwei Strukturen gebildet werden, die der Airbag zum Ausführen seiner Funktion verlassen muß.
Das US-Patent an Embach, 4,934,735 offenbart eine Vorrichtung, die innere und äußere Abdeckungen oder Platten jeweils mit aufgespaltenen Linien aufweist, die die oberen Wände in nach oben und entgegengesetzt öffnende obere und untere Paare von Klappen trennen, um Entfaltung des aufblasbaren Kissens zu ermöglichen. Eine Schalterbaugruppe ist zwischen einem oder beiden der Klappenpaare angeordnet und umfaßt einen oder mehr Membranschalter, die zwischen den Klappen und entsprechenden Tastenfeldern angeordnet sind, welche zum Schließen entsprechender Paare von Schaltungen auf den oberen und unteren flexiblen Membranen des Membranschalters zueinander von der Verkleidungsklappe nach außen vorstehen.
Das US-Patent an Heidorn, 5,308,106 offenbart eine Airbag- Modulabdeckungsbaugruppe mit einer Schalterunterbaugruppe, die entfernbar an einer Vorderfläche der Baugruppe befestigt ist.
Das US-Patent an Winget, 5,062,661 offenbart eine starre Platte befestigt an dem im wesentlichen starren Rest einer Vorderverkleidung einer Airbag-Abdeckung zum Begrenzen einer hohlen Abteilung, die sich zusammen bei manueller Betätigung eines flexiblen, manuell zu betätigenden Diaphragmas an der Vorderfläche der Vorderverkleidung bewegen. Bei Trennung von der Seitenverkleidung bewegen sich die Vorderverkleidung einschließlich des Diaphragmas, der hohlen Abteilung und einer starren Platte gemeinsam, um dem sich aufblasenden Airbag zu ermöglichen, die Verkleidung zu verlassen. Die Vorderverkleidung umfaßt eine erste elektrisch leitende Innenfläche zum Herstellen eines Schaltungsweges mit einer entsprechenden zweiten, elektrisch leitenden Innenfläche der starren Platte.
Das US-Patent an Cooke, II, 5,344,185 offenbart eine Airbag-Abdeckung mit einem auswechselbaren Hupenschalter und einem entfernbaren Abdeckungsband.
Das US-Patent and Leonelli, 5,369,232, auf dem die Präambel von Anspruch 1 basiert, offenbart einen Membran- Hupenanschlagschalter, der in die Vorderverkleidung einer Airbag-Abdeckung integriert ist. Genauer ausgedrückt, sitzt der Membranschalter in einer Hupenbetätigungsfläche und füllt dieselbe aus, welche einen abgestuften Teil der Abdeckung mit einer verringerten Dicke von ungefähr 1,0- 2,0 mm darstellt. Die Verdünnung dieser "Hupenbetätigungsfläche" soll die Flexibilität der Abdeckung verbessern. Die Hupenbetätigungsfläche ist an ihren vertikalen äußeren Enden durch Ständer begrenzt, die nach hinten von der Innenfläche der Abdeckung vorstehen. Die "normale Dicke" der vorderen Wand der Abdeckung liegt in der Größenordnung von 2,5-3,0 mm. Der durch die Betätigungsfläche besetzte Teil scheint wesentlich weniger als 50% des Oberflächeninhalts der Vorderverkleidung der Abdeckung darzustellen.
Einige der obigen Schalter sind verhältnismäßig klein und oft für Fahrer unzugänglich, die große Hände haben, oder für Fahrer, die begrenzte manuelle Geschicklichkeit haben. Weiter steht die Bildung von Airbag-Abdeckungen des Standes der Technik im Gegensatz zu guten Gußpraktiken und wird Kunststofflußprobleme beinhalten, insbesondere in abgestuften Flächen.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Airbag-Abdeckung mit einem darin eingebauten Membranschalter, die über eine relativ große Oberfläche der Airbag-Abdeckung betätigt werden kann und die in Übereinstimmung mit einwandfreien Kunststoffgußpraktiken konstruiert wird.
Beim Erreichen des obigen Ziels und anderer Ziele der vorliegenden Erfindung wird eine thermoplastische Airbag- Abdeckung geschaffen, umfassend: eine vordere Verkleidung, die zum Überlagern eines nicht entfalteten Airbags ausgeführt ist, wobei die vordere Verkleidung eine vordere Außenfläche und eine hintere Innenfläche aufweist und entlang eines vorgeschriebenen Reißmusters bei Entfaltung des Airbags getrennt werden kann, wobei die vordere Abdeckung eine relativ flexible Schalterpositionsfläche und eine Grenzfläche aufweist, die integriert mit der Schalterpositionsfläche ausgebildet ist und sich vollständig um dieselbe herum erstreckt; wobei die Grenzfläche einen äußeren Randteil und einen inneren Randteil direkt angrenzend an die Schalterpositionsfläche aufweist, wobei ein Schalter vom Membrantyp hinter der hinteren Innenfläche in der Schalterpositionsfläche der vorderen Verkleidung liegt; und eine Rückplatte, die an der hinteren Innenfläche der vorderen Verkleidung in enthaltendem Verhältnis zu dem Schalter vom Membrantyp befestigt ist und eine hohle Abteilung für den Schalter in der Schalterpositionsfläche bildet, dadurch gekennzeichnet, daß
die Grenzfläche der vorderen Verkleidung zwischen der hinteren Innenfläche und der vorderen Außenfläche eine Dicke aufweist, die nach und nach von ihrem äußeren Randteil zu ihrem unmittelbar an die Schalterpositionsfläche angrenzenden inneren Randteil abnimmt, wobei die Schalterpositionsfläche und ein Teil der Grenzfläche eine Schalteraktivierungsfläche bilden.
Die aus der wie oben aufgebauten Airbag-Abdeckung erwachsenden Vorteile sind zahlreich. Zum Beispiel vergrößert die graduelle Dickenabnahme der Grenzfläche die effektive Fläche für die Aktivierung des Membranschalters.
Außerdem erzielt die graduelle Dickenabnahme der Grenzfläche die folgenden Vorteile:
(a) man kann das Kunststoffmaterial einfacher in eine verkleinerte Fließfläche fließen lassen;
(b) es besteht ein verringertes Risiko zusätzlicher Abscherung von Material;
(c) es besteht ein verringertes Risiko des Auftretens von nicht gefüllten Stellen in der dünnen Fläche;
(d) es wird ein beim Abkühlen entstandenen Oberflächendeffekt aufgrund Wanddickenänderungen vermieden; und
(e) es wird ein beim Abkühlen entstandener Oberflächendeffekt in der Hupenaktivierungsfläche vermieden, nachdem Farbe auf die Airbag-Abdeckung gebrannt worden ist.
Nur zum Aufführen eines Beispiels soll nun eine spezifische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
Fig. 1 eine Vorderdraufsicht einer gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebauten Airbag-Abdeckung ist;
Fig. 2 eine Schnittansicht der Airbag-Abdeckung von Fig. 1 entlang Linien 2-2 von Fig. 1 ist;
Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht eines Teils von Fig. 2 ist, die teilweise weggebrochen ist und weiter die vorliegende Erfindung illustriert.
Nun bezugnehmend auf die Zeichnungsfiguren ist in den Fig. 1-3 eine allgemein bei 10 gezeigte Airbag-Abdeckung für ein Fahrzeug dargestellt, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Typischerweise ist die Airbag- Abdeckung für ein Fahrzeug ausgeführt, um am oberen Ende der Fahrzeugantriebssäule (nicht gezeigt) am Steuerrad des Fahrzeug befestigt zu werden.
Die Airbag-Abdeckung 10 ist vorzugsweise eine relative flexible thermoplastische Airbag-Abdeckung, die durch Spritzguß mit einem thermoplastischen Kunststoff; so wie Santoprene (ein Warenzeichen von Monsanto Company) gebildet wird.
Die Airbag-Abdeckung 10 umfaßt eine Vorderverkleidung 12, die einen nicht entfalteten Airbag (nicht gezeigt) überlagert. Die Vorderverkleidung 12 hat eine vordere Außenfläche 14 und eine hintere Innenfläche 16.
Die Vorderverkleidung ist entlang eines vorgeschriebenen Reißmusters 18 bei Entfaltung des Airbags trennbar. Die Vorderverkleidung 12 umfaßt eine Schalterpositionsfläche 20 im Dickenbereich von 1,0-2,2 mm, und eine integriert ausgebildete gekrümmte Grenzfläche, allgemein bei 22 angezeigt, die sich vollständig um die Schalterpositionsfläche 20 von gekrümmten Seitenwänden 23 der Airbag-Abdeckung 10 erstreckt. Die Grenzfläche 22 umfaßt einen äußeren Randteil 21 und einen inneren Randteil 25 angrenzend an die Schalterpositionsfläche 20.
Die Airbag-Abdeckung 10 umfaßt weiter einen Schalter vom Membrantyp, schematisch bei 24 dargestellt, der hinter der hinteren Innenfläche der Vorderverkleidung 14 in der Schalterpositionsfläche 20 liegt. Der Schalter 24 umfaßt elektrische Leitungen 27, die an das elektrische System des Fahrzeugs angeschlossen sind.
Die Airbag-Abdeckung umfaßt weiter eine Kunststoffrückplatte, allgemein bei 26 gezeigt, die befestigt wird, indem sie thermisch an die hintere Innenfläche 16 der Vorderverkleidung 12 in enthaltendem Verhältnis zu dem Schalter 24 vorn Membrantyp gebunden wird, um eine hohle Abteilung 28 für den Schalter 24 zu bilden.
Wie deutlich in Fig. 3 dargestellt ist, nimmt die Dicke der Grenzfläche 22 der Vorderverkleidung 12 graduell und stetig von ihrem äußeren Randteil 21 zu der Schalterpositionsfläche 20 zwischen der hinteren Innenfläche 16 und der vorderen Außenfläche 14 ab. Folglich werden die Grenzfläche 22 und die Schalterpositionsfläche 20 zusammen im Verhältnis zur Nennwanddicke der gekrümmten Seitenwände 23 (d. h. typischerweise 3 mm - 4 mm) verdünnt. Vorzugsweise nimmt die Dicke der Grenzfläche 22 graduell und stetig im Bereich von 20%-80% von ihrem äußeren Randteil 21 zu der Schalterpositionsfläche 20 ab. Die Grenzfläche 22 hat eine Länge von wenigstens 3 mm und weist vorzugsweise eine viel größere Länge als in den Zeichnungsfiguren gezeigt auf.
Weiter nimmt die Dicke der Grenzfläche 22 vorzugsweise graduell und stetig von dem äußeren Randteil 21 zu der Schalterpositionsfläche 20 ab, so daß für jedem mm, um den die Dicke der Grenzfläche 22 abnimmt, wenigstens ein mm Bewegung zu der Schalterpositionsfläche 20 von dem äußeren Randteil 21 vorliegt. Mit anderen Worten ist die vordere Außenfläche 14 der Grenzfläche 22 wesentlich weniger als die hintere Innenfläche 16 der Grenzfläche 22 von dem äußeren Randteil 21 zu der Schalterpositionsfläche 20 gekrümmt, so daß der Abstand zu der Schalterpositionsfläche 20 sich wenigstens so schnell wie die Dickenabnahme ändert.
Wie in den Zeichungsfiguren gezeigt ist, beträgt das Verhältnis der Länge der Grenzfläche 22 zu der entsprechenden Dickenabnahme über die Länge ungefähr 20 : 1. Dieses Verhältnis kann in einen Bereich von 1 : 1 bis 20 : 1 oder höher, zum Beispiel 100 : 1 fallen. Dieses Merkmal ermöglicht verbesserte Membranschalteraktivierung außerhalb der Schalterpositionsfläche 20 sogar bis zu einer durch einen Pfeil 29 angezeigten Position. Die Schalterpositionsfläche 20 und ein Teil der Grenzfläche 22; wenigstens bis zu einer den Pfeil 29 einschließenden Position, definieren eine Schalteraktivierungsfläche. Mit anderen Worten kann ein Biegen der Vorderverkleidung 12 von der Schalterpositionsfläche 20 weg, und insbesondere in der Grenzfläche 22, zu dem Membranschalter 24 übertragen werden und eine effektiv größere Fläche für Schalterbetätigung schaffen.
Außerdem hat dieses Merkmal die folgenden Vorteile:
(a) man kann das Kunststoffmaterial einfacher in eine verkleinerte Fließfläche der Schalteraktivierungsfläche 20 fließen lassen;
(b) es besteht ein verringertes Risiko zusätzlicher Abscherung von Material;
(c) es besteht ein verringertes Risiko des Auftretens von nicht gefüllten Stellen in der dünnen Fläche der Schalteraktivierungsfläche 20;
(d) es werden beim Abkühlen entstandene Oberflächendefekte aufgrund Wanddickenänderungen vermieden; und
(e) es werden beim Abkühlen entstandene Oberflächendefekte in der Hupenaktivierungsfläche 20 vermieden, nachdem jegliche Farbe auf der vorderen Außenfläche 14 der Vorderverkleidung 12 in einem Brennofen getrocknet worden ist.
Wie weiter deutlich in Fig. 3 gezeigt ist, umfaßt die Rückplatte 26 einen Umfangsbefestigungsteil 30, der eine gewinkelte Seitenrandfläche 32 aufweist, welche an die hintere Innenfläche 16 der Grenzfläche 22 der Vorderverkleidung 12 befestigt oder gebunden ist. Die Dicke des Befestigungsteils 30 der Rückplatte 26 nimmt graduell von einer Position angrenzend an das vorgeschriebene Reißmuster 18 zu der Schalterpositionsfläche 20 zu. Auf diese Weise wird ein relativ großer Anteil des Oberflächeninhalts der Rückplatte 26 verwendet, um die Rückplatte 26 an der hinteren Innenfläche 16 der Vorderverkleidung 14 zu befestigen, wodurch eine sehr sichere Befestigung an derselben geschaffen wird.
Wie weiter in Fig. 3 dargestellt ist, weist die hohle Abteilung 28 eine Umfangsrandteil zwischen der hinteren Innenfläche 16 der Vorderverkleidung 14 und der Rückplatte 26 auf. Die Dicke oder Breite des Umfangsrandteils der hohlen Abteilung 28 nimmt graduell von dem Befestigungsteil 30 der Rückplatte 26 zu der Schalterpositionsfläche 20 zu.
Wie auch in Fig. 3 zu sehen ist, hat die Schalterpositionsfläche 20 der Vorderverkleidung 12 eine im wesentlichen einheitliche Dicke und vorzugsweise beträgt die im wesentlichen einheitliche Dicke der Vorderverkleidung 12 in dieser Schalterpositionsfläche 20 ungefähr 1,0-2,2 mm.
Während nur bestimmte Ausführungsformen des Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung gezeigt wurden und beschrieben worden sind, können andere möglich sein, ohne vom Umfang der folgenden Patentansprüche abzuweichen.

Claims

1. Thermoplastische Airbag-Abdeckung (10), umfassend: eine vordere Verkleidung (12), die zum Überlagern eines nicht entfalteten Airbags ausgeführt ist, wobei die vordere Verkleidung eine vordere Außenfläche (14) und eine hintere Innenfläche (16) aufweist und entlang eines vorgeschriebenen Reißmusters (18) bei Entfaltung des Airbags getrennt werden kann, wobei die vordere Verkleidung eine relativ flexible Schalterpositionsfläche (20) und eine Grenzfläche (22) aufweist, die integriert mit der Schalterpositionsfläche ausgebildet ist und sich vollständig um dieselbe herum erstreckt; wobei die Grenzfläche einen äußeren Randteil (21) und einen inneren Randteil (25) direkt angrenzend an die Schalterpositionsfläche aufweist, wobei ein Schalter (24) vom Membrantyp hinter der hinteren Innenfläche in der Schalterpositionsfläche der vorderen Verkleidung liegt; und eine Rückplatte (26), die an der hinteren Innenfläche der vorderen Verkleidung in enthaltendem Verhältnis zu dem Schalter vom Membrantyp befestigt ist und eine hohle Abteilung (28) für den Schalter in der Schalterpositionsfläche bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzfläche (22) der vorderen Verkleidung zwischen der hinteren Innenfläche und der vorderen Außenfläche eine Dicke aufweist, die nach und nach von ihrem äußeren Randteil (21) zu ihrem unmittelbar an die Schalterpositionsfläche angrenzenden inneren Randteil (25) abnimmt, wobei die Schalterpositionsfläche und ein Teil der Grenzfläche eine Schalteraktivierungsfläche bilden.

2. Airbag-Abdeckung von Anspruch 1, bei der die Rückplatte einen Befestigungsteil aufweist, der eine an der hinteren Innenfläche der Grenzfläche befestigte gewinkelte Seitenrandfläche umfaßt, und bei der die Dicke des Befestigungsteils der Rückplatte nach und nach von einer an den äußeren Randteil der Grenzfläche angrenzenden Position zu der Schalterpositionsfläche zunimmt.

3. Airbag-Abdeckung nach Anspruch 2, bei der die hohle Abteilung einen Umfangsrandteil zwischen der hinteren Innenfläche und der Rückplatte aufweist, wobei die Dicke des Umfangsrandteils der hohlen Abteilung nach und nach von dem Befestigungsteil zu der Schalterpositionsfläche zunimmt.

4. Airbag-Abdeckung nach Anspruch 1, bei der die Schalterpositionsfläche der vorderen Verkleidung eine im wesentlichen einheitliche Dicke aufweist.

5. Airbag-Abdeckung nach Anspruch 4, bei der die im wesentlichen einheitliche Dicke der Schalterpositionsfläche der vorderen Verkleidung im Bereich von 1,0-2,2 mm liegt.

6. Airbag-Abdeckung nach Anspruch 1, bei der die Grenzfläche eine Länge gemessen über ihre radiale Abmessung aufweist, und bei der die Dicke der Grenzfläche nach und nach und kontinuierlich in Richtung auf die Schalterpositionsfläche so abnimmt, daß ein Verhältnis der Länge zu einer entsprechenden Dickenabnahme der Grenzfläche über die Länge (Länge von Grenzfläche/Änderung in Grenzflächendicke) in den Bereich von 1 : 1 bis 100 : 1 fällt.