WO2019134796A1

WO2019134796A1 - Innenraumabdeckung zur aufnahme eines airbags zum schutz eines insassen in einer fahrerkabine eines kraftfahrzeugs

Info

Publication number: WO2019134796A1
Application number: PCT/EP2018/084452
Authority: WO
Inventors: Stefan Ostwald; Olaf Heinemann
Original assignee: Volkswagen Aktiengesellschaft
Priority date: 2018-01-08
Filing date: 2018-12-12
Publication date: 2019-07-11
Also published as: DE102018200137A1

Abstract

Um eine Innenraumabdeckung (100) zur Aufnahme eines Airbags zum Schutz eines Insassen in einer Fahrerkabine (30) eines Kraftfahrzeugs (200) zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass der Halterahmen (20) aus einem faserverstärkten spritzbaren Thermoplast der gleichen Werkstofffamilie, bevorzugt einem Polypropylen, gebildet ist und stoffschlüssig mit dem Grundkörper (10,11,12) verbunden ist. Um weiterhin ein Kraftfahrzeug (200) mit einer Fahrerkabine (30) und mit einer Kollisionssensorik (40) zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass die Fahrerkabine (30) zumindest eine solche Innenraumabdeckung (100) mit einem in einem von der Kollisionssensorik (40) erfassten Kollisionsfall in die Fahrerkabine (30) ausschießenden Airbag zum Schutz eines Insassen in der Fahrerkabine (30) aufweist.

Description

Beschreibung

Innenraumabdeckung zur Aufnahme eines Airbags zum Schutz eines Insassen in einer

Fahrerkabine eines Kraftfahrzeugs

Die Erfindung betrifft eine Innenraumabdeckung zur Aufnahme eines Airbags zum Schutz eines Insassen in einer Fahrerkabine eines Kraftfahrzeugs gemäß Anspruch 1 , sowie ein

Kraftfahrzeug mit einer Fahrerkabine und mit einer Kollisionssensorik gemäß Anspruch 8.

Die Erfindung betrifft eine Innenraumabdeckung zur Aufnahme eines Airbags zum Schutz eines Insassen in einer Fahrerkabine eines Kraftfahrzeugs, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:

einen Grundkörper aus einem spritzbaren Thermoplast, bevorzugt einem Polypropylen, besonders bevorzugt faserverstärkt;

einen Halterahmen für einen Airbag, welcher mit dem Grundkörper fest verbunden ist und dazu eingerichtet ist, einen Airbag aufzunehmen, welcher in einem Kollisionsfall des Kraftfahrzeugs innenraumseitig hin zu einem Insassen des Kraftfahrzeugs ausschießbar ist; und

einen Innenraumdeckel, welcher den Aufnahmeraum für den Airbag im Halterahmen innenraumseitig derart verschließt, dass der Innenraumdeckel von dem herausschießenden Airbag überwindbar ist.

Eine Innenraumabdeckung mit integrierten Airbagtüren für Kraftfahrzeuge sowie ein Verfahren zum Herstellen derselben sind beispielsweise aus der DE 10 2015 003 638 A1 bekannt. In einem Ausführungsbeispiel besteht das Substrat 1 1 aus einem PP/TPO-Material 30. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff„PP/TPO-Material” auf ein Material, das Polypropylen (PP) und/oder thermoplastisches Olefin (TPO) enthält. In einem Ausführungsbeispiel ist das

PP/TPO-Material 30 ein Material, das PP und/oder TPO als Hauptkomponenten enthält. Außer PP und/oder TPO kann das PP/TPO-Material 30 auch ein oder mehrere weitere Bestandteile enthalten, wie z. B. Kautschuk, Füllmittel wie Talkum und Ähnliches, Schlagzähmodifier, Stabilisatoren, Verarbeitungshilfsstoffe und/oder Formtrennmittel, Verstärkungsfasern wie Glasfasern, Naturfasern und Ähnliches, Zusatzstoffe für Kratzfestigkeit, Pigmente und/oder Farbzusatzstoffe, Haftverbesserer, Recyclingprodukt(e) und Ähnliches. Es können auch weitere, den Fachleuten bekannte Bestandteile dem PP/TPO-Material 30 zugefügt werden. In einem Ausführungsbeispiel ist das PP/TPO-Material 30 eine PP/TPO-Materialart, die relativ hohe mechanische Eigenschaften aufweist, einschließlich eines Biegemoduls von mindestens 1.500 MPa bei 23°C, wie z. B. von etwa 1.500 bis etwa 3.000 MPa, z. B. von etwa 1.600 bis etwa 2.600 MPa, und zum Ausbilden von Substraten für Instrumententafeln geeignet ist. In einem Ausführungsbeispiel sind die Türklappenabschnitte 50 und 52, die Scharniere 38 und 40, die Schusskanalwand 42 und der Umfangsflansch 46 als eine im Spritzgussverfahren hergestellte, monolithische Anordnung aus einem TPE-Material 72 ausgebildet, das eine andere Zusammensetzung als das PP/TPO-Material 30 aufweist. Das TPE-Material 72 ist elastomer und relativ nachgiebig und verfügt über eine relativ hohe Dehnung, über einen großen Temperaturbereich (z. B. von etwa -30°C bis etwa 115°C) und eine Dehnbarkeit bei Kälte (z. B. etwa -30°C). Das TPE-Material 72 kann ein thermoplastisches Material sein, das eine Styrolkomponente, eine Olefinkomponente, eine Urethankomponente, eine

Copolyesterkomponente oder Kombinationen daraus enthält. Das TPE-Material unterstützt die Türklappenabschnitte 50 und 52, die Scharniere 38 und 40, die Schusskanalwand 42 und den Umfangsflansch 46 dabei, Energie zu absorbieren und Bewegungen der integrierten

Airbagtür 28 und des Airbagmoduls 16 während des Auslösens des Airbags zu steuern.

Weiterhin ist ein Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeuginnenverkleidungsteils, welches zum Abdecken eines Airbags bestimmt ist, beispielsweise aus der DE 10 2016 205 186 A1 bekannt. Darin wird angegeben, dass es bereits zuvor bekannt war, den Schusskanal an dem Träger durch Schweißen zu befestigen, insbesondere durch Vibrationsschweißen oder

Ultraschallschweißen, wobei der Schusskanal und der Träger aus Kunststoff hergestellt sind. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Träger, welcher in einem Schritt a) vorgesehen wird, und/oder der Schusskanal, welcher in einem Schritt b) vorgesehen wird, Polypropylen, welches beispielsweise mit Fasern, wie zum Beispiel Glasfasern

bestückt/verstärkt ist. Alternativ ist der Träger, welcher im Schritt a) vorgesehen wird, und/oder der Schusskanal, welcher im Schritt b) vorgesehen wird, vollständig aus Polypropylen hergestellt. In noch anderen Varianten können der Träger, welcher im Schritt a) vorgesehen wird, und/oder der Schusskanal, welcher im Schritt b) vorgesehen wird, ein anderes Material, insbesondere einen anderen Kunststoff, welcher vorzugsweise Polyolefin enthält,

möglicherweise beispielsweise mit Fasern, wie etwa Glasfasern, bestückt/verstärkt, umfassen oder vollständig aus diesem anderen Material hergestellt sein. Es wird in der

DE 10 2016 205 186 A1 angegeben, dass das Erzeugen des Trägers und des Schusskanals aus Polypropylen oder aus einem Material, welches Polypropylen umfasst, oder aus irgendeinem anderen Polyolefin-Material insbesondere vorteilhaft in einem Zusammenhang ist, bei dem ein Polyolefin-Klebstoff verwendet wird, um den Klebstoffwulst zu erzeugen, was die abgedichtete Befestigung von diesen zwei Elementen sicherstellt. In der Tat, da ein Polyolefin- Klebstoff die gleiche chemische Basis wie Polypropylene oder ein anderes polyolefines Material hat, kann die abgedichtete Befestigung, welche erreicht wird, indem der Träger und der Schusskanal geklebt werden, zuverlässig durchgeführt werden ohne besondere

Oberflächenbehandlung der Elemente, welche zusammenzubauen sind.

Weiterhin sind ein Haltemittel für eine Airbaganordnung und eine Airbaganordnung

beispielsweise aus der EP 2 096 005 A1 bekannt. Das Haltemittel für eine Airbaganordnung weist demgemäß ein erstes Halteelement mit einem ersten und einem zweiten Endabschnitt auf. Der erste Endabschnitt ist mit einer Airbagklappe, der zweite Endabschnitt mit einem Schusskanal oder einem die Airbagklappe umgebenden Träger verbindbar. Der zweite

Endabschnitt kann auch an einem anderen im Bereich des Schusskanals oder des Trägers angeordneten ortsfesten Gegenstand befestigbar sein. Am ersten Endabschnitt ist eine mit einer Airbagklappe verbindbare erste Platte angeordnet. Selbiges gilt für den zweiten

Endabschnitt, welcher mit einer zweiten Platte verbunden ist, wobei die Platte im Schusskanal oder am Träger angeordnet werden kann. Darin wird weiterhin angegeben, dass es vorteilhaft ist, wenn die erste und/oder zweite Platte aus Polypropylen, vorzugsweise einem

faserverstärkten Polypropylen wie beispielsweise PPLGF20 besteht bzw. dieses aufweist.

Gemäß einer Ausführungsform ist der erste Endabschnitt 1 1 "U"- oder "J"-förmig um eine erste Platte 21 angeordnet, wobei die erste Platte 21 und damit der mit ihr verbundene erste

Endabschnitt 1 1 des ersten Halteelements des Haltemittels 1 mit einer Airbagklappe verbunden werden können. Der zweite Endabschnitt 12 befindet sich in einer zweiten Platte 22, wobei die zweite Platte 22 zwei Bohrungen 221 , 22T aufweist, über welche sie im Schusskanal oder am Träger einer Airbaganordnung befestigbar ist.

Der Erfindung liegt gegenüber den vorbekannten Innenraumabdeckungen die Aufgabe zugrunde, eine Innenraumabdeckung aufzufinden, bei welcher die Herstellung vereinfacht ist. Die Materialeigenschaften sollen auch für leistungsstarke Airbags mit hoher

Temperaturentwicklung geeignet sein.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Gemäß

Anspruch 1 ist der Halterahmen aus einem faserverstärkten spritzbaren Thermoplast der gleichen Werkstofffamilie, bevorzugt einem Polypropylen, gebildet und stoffschlüssig mit dem Grundkörper verbunden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung weist die Innenraumabdeckung zumindest die folgenden Komponenten auf:

Die Innenraumabdeckung ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass der Halterahmen aus einem faserverstärkten spritzbaren Thermoplast der gleichen Werkstofffamilie, bevorzugt einem Polypropylen, gebildet ist und stoffschlüssig mittels eines Thermoplasts der gleichen

Werkstofffamilie, bevorzugt dem Thermoplast des Grundkörpers oder des Halterahmens, mit dem Grundkörper verbunden ist.

Die Innenraumabdeckung ist dafür eingerichtet, eine optisch angenehme und stabile

Innenraumoberfläche eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Personenkraftwagens, zu schaffen. Als sogenannte Instrumententafel (IT) erstreckt sich üblicherweise eine solche Innenraumabdeckung quer über die Fahrerkabine, beispielsweise von etwa der Fahrertür bis zur Beifahrertür, und nimmt im Bereich des Fahrers Instrumente, wie zum Beispiel Tachometer, Navigationsbildschirm und Motorzustandsanzeigen und Unterhaltungselektronik auf und im Bereich des Beifahrers ein Handschuhfach. Die Instrumententafel umfasst aber auch in der Regel einen oder mehrere Lüftungskanäle zur Belüftung, und unter Umständen zur Entlüftung, der Fahrerkabine. Eine Innenraumabdeckung als Türinnenverkleidung umfasst neben den Bedienelementen zum Betätigen des Türschließmechanismus, und meist auch des Fensters, oftmals auch Ablagefächer. Eine Innenraumabdeckung als Sitzschale nimmt in erster Linie die Sitzpolsterung auf und verkleidet die Tragstruktur des Sitzes. Eine Innenraumabdeckung als Säulenverkleidung oder Deckenverkleidung weist meist nur rein optische Funktion und unter Umständen einen Griff und/oder eine Sonnenblende auf. Allen Innenraumabdeckungen ist gemein, dass sie mechanisch robust und pflegeleicht sein sollen, wobei hohe Anforderungen an die Reduzierung des Gefährdungspotenzials für die Insassen in der Fahrerkabine gestellt werden, wie zum Beispiel kein oder zumindest nur ein geringes Splittern im Kollisionsfall.

Zudem sollen die Innenraumabdeckungen aber auch, meist für eine Großserienfertigung, kostengünstig herstellbar und montierbar sein. Daher bietet sich ein Spritzgussverfahren mit thermoplastischem Material an.

Für in der Innenraumabdeckung untergebrachte Airbags, welche für die Insassen zumindest weitgehend unsichtbar und gut abgekapselt vor Umwelteinflüssen mitverkleidet sind, müssen ein Schusskanal und ein überwindbarer Innenraumdeckel vorgesehen werden. Ein solcher Innenraumdeckel ist überwindbar, indem dieser mittels der explosionsartigen Ausdehnung des Airbags (möglichst splitterfrei) weggeklappt oder durchbrochen wird. Der Schusskanal beziehungsweise der Halterahmen für den verstauten und einsatzbereiten, also im Kollisionsfall ausschießbaren, Airbag muss zum einen die Rückstoßkräfte aufnehmen, vor allem aber dabei die Entwicklung einer hohen Temperatur mit ausreichender mechanischer Festigkeit tolerieren. Derzeit werden leistungsstarke Airbags mit hoher Temperaturentwicklung entwickelt, bei welchen eine Maximaltemperatur im Bereich oder sogar oberhalb der Erweichungstemperatur der üblicherweise dazu verwendeten thermoplastischen Elastomere (TPE), meist auf

Olefinbasis (TPO), beispielsweise ein Copolymer aus Polypropylen (PP) und Ethylen-Propylen- Dien-Kautschuk (EPDM), erreicht wird. Weil die thermoplastischen Elastomere und der

Grundwerkstoff der übrigen Innenraumabdeckung, dem Grundkörper, artverwandt wind, sind diese thermoplastisch miteinander verschweißbar und bieten sich daher für eine getrennte Herstellung von Halterahmen und Grundkörper an. Dadurch sind die Eigenschaften des Grundkörpers und die Eigenschaften des Halterahmens jeweils unabhängig von den

Anforderungen an das jeweilige Spritzgussverfahren optimierbar. Die Fügeverfahren sind Schweißen und/oder Kleben, wobei dabei die zwar artverwandten, aber unterschiedlichen Kunststoffe stoffschlüssig gefügt werden. Die Bindung zwischen diesen Kunststoffen ist auf kovalente Bindungen und eine geringe Anzahl von Polymerkettenbindungen zwischen den gleichen Thermoplast-Polymerketten, beispielsweise Polypropylen, des Grundkörperwerkstoffs und des Copolymers des Halterahmenwerkstoffs beschränkt.

Allerdings sind die Fügeverfahren eingeschränkt und die temperaturbeständige mechanische Festigkeit des Halterahmens selbst und/oder der Verbindung mit dem Grundkörper für neuartige leistungsstarke Airbags nicht immer zufriedenstellend.

Hier wird nun vorgeschlagen, den Halterahmen aus der gleichen Werkstofffamilie herzustellen, also beispielsweise aus einem Polypropylen, wenn der Grundkörper aus einem Polypropylen hergestellt ist. Dadurch ist eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Grundkörper und dem Halterahmen mit einer mechanischen Festigkeit erreichbar, welche an eine einstückige Fertigung heranreicht. Die mechanische Festigkeit des Halterahmens wird mittels der

Faserverstärkung, beispielsweise Glasfaserverstärkung, erreicht. Die Temperaturfestigkeit, im Besonderen der Druckverformungsrest, beispielsweise nach DIN ISO 815 oder ASTM D 395, und die Spannungsrelaxation, beispielsweise nach ISO 527, ist in der Regel bei einem

Thermoplast, im Besonderen hinsichtlich der Zähigkeit bei hohen Temperaturen, besser als bei einem thermoplastischen Elastomer. Die stoffschlüssige Verbindung, bevorzugt Verschweißen, wird unter Einsatz der gleichen Werkstofffamilie, bevorzugt dem Werkstoff des Grundkörpers oder des Halterahmens, gebildet.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Innenraumabdeckung ist der Grundkörper der Innenraumabdeckung ein Hartkörper, ein Luftkanal oder ein Schaumträger.

Oftmals ist die Innenraumabdeckung aus zwei bis drei Elementen, welche einander schichtartig folgen, zusammengesetzt. Der harte Grundkörper bildet dabei ein selbsttragendes

Strukturelement. Der Grundkörper als Schaumträger bildet ein formgebendes Element und ist in Verbindung mit einem aufgebrachten Schaummaterial ein selbsttragendes Strukturelement. Der Grundkörper als Luftkanal ist meist allein zum Führen von Luft eingerichtet, in manchen Ausführungen aber auch als Strukturelement mit versteifenden Eigenschaften für den

Hartkörper und/oder den Schaumträger und/oder auch mit sich in die Fahrerkabine

erstreckenden Sichtelementen ausgebildet. Der Halterahmen ist je nach bevorzugter

Ausführungsform frei wählbar mit einem der Grundkörper ausreichend fest verbindbar.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Innenraumabdeckung sind der Halterahmen und der Grundkörper einstückig beim Spritzgießen gebildet, wobei der Innenraumdeckel mit dem gleichen oder einem innenraumseitig angeordneten weiteren Grundkörper der

Innenraumabdeckung, bevorzugt nach direkt vorhergehender Beschreibung, verschweißt ist.

Bei dieser Ausführungsform wird der Werkstoff des Halterahmens derart gewählt, dass der Grundkörper und der Halterahmen gemeinsam in einem Spritzwerkzeug herstellbar sind.

Alternativ wird ein Drei-Komponenten-Spritzgussverfahren (3K) eingesetzt, wobei

Verstärkungsmittel, im Besonderen die Faserverstärkung des Halterahmens, in das

Spritzgusswerkzeug eingegeben werden beziehungsweise bereits eingelegt sind und in zeitlicher und/oder räumlicher Abfolge die thermisch aushärtenden Thermoplaste in die

Spritzgussform, beispielsweise aus zwei Extruderschnecken, eingegeben werden. Dadurch wird eine sehr feste Verbindung geschaffen und zugleich ein separates Spritzgusswerkzeug und der anschließende Fügeschritt zum stoffschlüssigen Verbinden eingespart. ln einer vorteilhaften Ausführungsform der Innenraumabdeckung ist der Innenraumdeckel aus dem gleichen Material wie der Halterahmen oder aus einem thermoplastischen Elastomer auf Olefinbasis, bevorzugt Polypropylen/Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, gebildet.

Für eine Ausführungsform mit einem allein zum Innenraumdeckel geöffneten Halterahmen beziehungsweise einer entsprechenden Aufnahme im Grundkörper, welche von dem

Halterahmen für das Ausschießen des Airbags thermisch und/oder mechanisch stabilisiert ist, ist es notwendig, den Innenraumdeckel erst nach der Montage des Airbags stoffschlüssig anzubringen. Weil der Innenraumdeckel überwindbar sein muss, ist es nicht von Nachteil, diesen lediglich relativ schwächer als den Halterahmen mit dem Grundkörper oder dem

Halterahmen zu verbinden. Hierbei soll lediglich eine gute Abdichtung, beispielsweise gegen eindringende Feuchtigkeit, geschaffen werden. Daher ist der Innenraumdeckel sowohl aus einem thermoplastischen Elastomer als auch aus einem Werkstoff der gleichen

Werkstofffamilie, beispielsweise dem gleichen Werkstoff wie der Halterahmen, bildbar. Die Verbindung ist dabei mittels Verschweißen oder Kleben, beispielsweise unter Verwendung eines thermoplastischen Elastomers als Klebstoff, für einen Innenraumdeckel ausreichend.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Innenraumabdeckung ist in den Innenraumdeckel ein Fangband integriert, welches bevorzugt in den Halterahmen eingegossen ist.

Für einige Anwendungen ist es vorteilhaft, ein Fangband, beispielsweise aus Blech,

vorzusehen, welches den sich explosionsartig ausdehnenden Airbag hin zu dem

Innenraumdeckel leitet beziehungsweise die gewünschte Ausdehnungsbewegung sicherstellt. Das Fangband ist dafür mit dem Innenraumdeckel verbunden, beispielsweise formschlüssig. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verbindung zwischen Fangband und

Innenraumdeckel beim Spritzgussverfahren erzeugt, indem das Fangband in dem

Spritzgusswerkzeug umspritzt wird.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Innenraumabdeckung ist der Werkstoff des

Halterahmens und/oder des Innenraumdeckels ein Thermoplast und weist zumindest eine der folgenden Eigenschaften auf:

einen Glasfaseranteil von 15 % bis 30 %, bevorzugt 25 % ±1 %;

bei 23°C einen Biegemodul von 2.500 MPa bis 3.000 MPa, bevorzugt 2.800 MPa ±50

MPa;

bei 23°C eine Streckspannung von 30 MPa bis 36 MPa, bevorzugt 33 MPa ±0,5 MPa; bei 23°C eine Bruchstreckdehnung von 11 % bis 17 %, bevorzugt 14 % ±0,5 %;

bei 23°C eine Charpy-Schlagzähigkeit von 37 kJ/m² bis 47 kJ/m², bevorzugt 42 kJ/m² ±0,5 kJ/m²; bei -31 °C eine Charpy-Schlagzähigkeit von 10 kJ/m² bis 15 kJ/m², bevorzugt 12,5 kJ/m² ±0,5 kJ/m²;

eine Vicat-Erweichungstemperatur von 1 10°C bis 130 C, bevorzugt 122°C ±1 °C; und unangelassen eine Wärmeformbeständigkeitstemperatur unter einer Last von 0,45 MPa von 135°C bis 150°C, bevorzugt 143°C ±1 °C.

Ein solcher Thermoplast ist als Polypropylen unter dem Namen Softeil TKG 2039N E1 NAT von der Firma LyondellBasell Industries mit einem Glasfaseranteil von 25 % erhältlich. Dieser Thermoplast weist zudem sehr gute weich-haptische Eigenschaften und

Kratzfestigkeitseigenschaften auf, sodass er als Oberflächenelement der Innenraumabdeckung geeignet ist.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Innenraumabdeckung eines der folgenden Bauteile:

Instrumententafel, wobei der Halterahmen bevorzugt für einen Airbag zum Schutz eines Beifahrers eingerichtet ist;

Türinnenverkleidung;

Insassensitzschale; oder

Säulenverkleidung.

In einer Innenraumabdeckung ist auch eine Mehrzahl von Airbags und zugehörigen

Halterahmen mit Innenraumdeckeln unterbringbar. In einem Kraftfahrzeug sind zudem mehrere solcher zumindest einen Airbag umfassenden Innenraumabdeckungen vorgesehen. Typische Airbags neben anderen sind derzeit ein Frontairbag in der Nähe des Handschuhfachs, zumindest ein Seitenairbag in der B-Säule und/oder in der Insassensitzschale und ein

Vorhangairbag in der Türinnenverkleidung zum Abdecken der relativ harten Seitenscheibe. Die Airbags werden durch ein Signal einer Kollisionssensorik zielgerichtet ausgelöst, also beispielsweise der Frontairbag bei einem Frontalaufprall des Kraftfahrzeugs, aber der

Seitenairbag und/oder Vorhangairbag bei einem Überschlagen des Kraftfahrzeugs.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug mit einer Fahrerkabine und mit einer Kollisionssensorik vorgeschlagen, wobei die Fahrerkabine zumindest eine

Innenraumabdeckung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem in einem von der Kollisionssensorik erfassten Kollisionsfall in die Fahrerkabine ausschießenden Airbag zum Schutz eines Insassen in der Fahrerkabine aufweist.

Das Kraftfahrzeug, bevorzugt ein Personenkraftwagen oder Nutzfahrzeug, weist eine

Schutzvorrichtung für die Insassen auf, welche die Insassen vor einer übermäßigen Länge einer Schleuderbeschleunigung und/oder einem ungedämpften Einschlag in eine Komponente der Fahrerkabine schützen soll. Zum Auslösen ist hierzu eine Kollisionssensorik vorgesehen, welche in der Regel die Art des Kollisionsfalls, beispielsweise ein Überschlagen des

Kraftfahrzeugs, erfasst und den zumindest einen entsprechenden Airbag zeitgerecht auslöst. Der Airbag soll sich dabei möglichst schnell unter Überwindung des Innenraumdeckels in die korrekte Lage ausdehnen und dort den Insassen abfedern und nach einem kurzen Zeitraum wieder entleeren, um den Insassen nicht durch seine Ausdehnung nach der Kollision zu gefährden. Die hier vorgeschlagene Innenraumabdeckung ist kostengünstig herstellbar und in der Lage, auch leistungsstarke Airbags, beispielsweise mit einem großen Volumen und/oder einer hohen Ausdehnungsgeschwindigkeit, aufzunehmen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht einen Hartkörper einer Innenraumabdeckung,

Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht einen Schaumträger einer Innenraumabdeckung,

Fig. 3 in einer perspektivischen Ansicht einen Luftkanal einer Instrumententafel,

Fig. 4 in einer perspektivischen Ansicht einen Halterahmen und Innenraumdeckel,

Fig. 5 in einer perspektivischen Ansicht einen Halterahmen,

Fig. 6 in einer perspektivischen Ansicht einen Innenraumdeckel,

Fig. 7 in einer perspektivischen Ansicht ein Fangband,

Fig. 8 in einer perspektivischen Ansicht einen Luftkanal mit integriertem Halterahmen,

Fig. 9 in einer Schnittansicht einen Hartkörper mit angeschweißtem Halterahmen,

Fig. 10 in einer Schnittansicht einen Hartkörper mit integriertem Halterahmen,

Fig. 11 in einer Schnittansicht einen Schaumträger mit integriertem Halterahmen, und Fig. 12 in einer schematischen Darstellung ein Kraftfahrzeug mit Airbags.

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht einen Grundkörper einer Innenraumabdeckung 100 ausgeführt als Hartkörper 10 einer beispielhaften Instrumententafel 31 , wie sie bereits bekannt ist. Fig. 2 zeigt ebenso in perspektivischer Ansicht einen Grundkörper einer

Innenraumabdeckung 100 ausgeführt als (vorbekannter) Schaumträger 12 mit

Schaumelementen einer beispielhaften Instrumententafel 31. Fig. 3 zeigt ebenso in

perspektivischer Ansicht einen Grundkörper einer Innenraumabdeckung 100 ausgeführt als (vorbekannter) Luftkanal 11 einer beispielhaften Instrumententafel 31 , wobei ein solcher Luftkanal von einem Hartkörper 10 oder Schaumträger 12, beispielsweise gemäß Fig. 1 beziehungsweise Fig. 2 aufgenommen und, bevorzugt vollständig, verdeckt ist. Der Luftkanal 1 1 liegt also aus einer Fahrerkabine 30 (vergleiche Fig. 12) gesehen, zumindest hauptsächlich, hinter beziehungsweise unter Sichtflächen eines Hartkörpers 10 oder eines Schaumträgers 12 beziehungsweise eines aufgebrachten Schaumelements.

Fig. 4 zeigt als Teil einer Innenraumabdeckung 100 einen Halterahmen 20 mit aufgebrachtem Innenraumdeckel 21 in perspektivischer Ansicht. Der Halterahmen 20 ist separat hergestellt, beispielsweise wie dargestellt, oder bildet einen integrierten, also aus einem einzigen, also gemeinsamen, Spritzgusswerkzeug mit einem der Grundkörper 10 bis 12 gemäß einer der Figuren 1 bis 3, stammenden Bestandteil der Innenraumabdeckung 100. Dies wird in den Figuren 8 bis 1 1 genauer beschrieben.

Fig. 5 zeigt den Halterahmen 20 gemäß Fig. 4 ohne Innenraumdeckel 21 , sodass der

Aufnahmeraum 23 freiliegt. Fig. 6 zeigt den zu dem Halterahmen 20 gemäß Fig. 4 und Fig. 5 zugehörigen Innenraumdeckel 21 und Fig. 7 das optionale dem Innenraumdeckel 21 gemäß Fig. 4 und Fig. 6 zugehörige Fangband 22. Das Fangband 22 ist zum Umlenken des Airbags bei seiner explosionsartigen Ausdehnung im Aufnahmeraum 23 (vergleiche Fig. 5), und unter Umständen zur mechanischen Versteifung gegen Manipulation aus der Fahrerkabine 30 (vergleiche Fig. 12), eingerichtet.

Fig. 8 zeigt einen Luftkanal 11 einer Innenraumabdeckung 100 als Instrumententafel 31 in perspektivischer Ansicht, bei welcher der Halterahmen 20 in den Grundkörper integriert ist. Hierbei ist der Innenraumdeckel 21 dargestellt, welcher aber bevorzugt separat gebildet ist und mit dem Halterahmen 20 derart schwach verschweißt und/oder verklebt ist, dass der

Innenraumdeckel 21 von dem Airbag überwindbar ist.

Fig. 9 zeigt einen Hartkörper 10 einer Innenraumabdeckung 100 als Instrumententafel 31 in einer Schnittansicht, bei welcher der Halterahmen 20 mit dem Hartkörper 10 verschweißt oder verklebt ist. Hierbei ist der Innenraumdeckel 21 dargestellt, welcher beispielsweise einstückig mit dem Halterahmen 20 gebildet ist und wie der Halterahmen 20 mit dem Hartkörper 10 verschweißt und/oder verklebt ist. Jedoch ist die Verbindung zwischen dem Halterahmen 20 und dem Innenraumdeckel 21 derart schwach ausgeführt, dass der Innenraumdeckel 21 von dem Airbag überwindbar ist. Fig. 10 zeigt einen Hartkörper 10 einer Innenraumabdeckung 100 als Instrumententafel 31 in einer Schnittansicht, bei welcher der Halterahmen 20 in den Hartkörper 10 integriert, also beide Komponenten in einem einzigen Spritzgusswerkzeug einstückig gebildet worden sind. Hierbei ist der Innenraumdeckel 21 dargestellt, welcher aber bevorzugt separat gebildet ist und mit dem Halterahmen 20 derart schwach verschweißt und/oder verklebt ist, dass der

Innenraumdeckel 21 von dem Airbag überwindbar ist. Hierbei ist zudem das optionale

Fangband 22 dargestellt, welches nachträglich oder bereits beim Spritzgießen mit dem

Innenraumdeckel 21 zumindest formschlüssig verbunden worden ist.

Fig. 11 zeigt einen Schaumträger 12 einer Innenraumabdeckung 100 als Instrumententafel 31 in einer Schnittansicht, bei welcher der Halterahmen 20 in den Schaumträger 12 integriert ist. Hierbei ist der Innenraumdeckel 21 dargestellt, welcher beispielsweise einstückig mit dem Halterahmen 20 gebildet ist. Jedoch ist die Verbindung zwischen dem Halterahmen 20 und dem Innenraumdeckel 21 derart schwach ausgeführt, dass der Innenraumdeckel 21 von dem Airbag überwindbar ist.

Fig. 12 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug 200 in einer Ansicht von oben. An der

Fahrzeugfront sind Beschleunigungssensoren einer Kollisionssensorik 40 dargestellt, welche mit (hier allen dargestellten) Airbags in der Fahrerkabine 30 derart verbunden ist, dass auf ein Kollisionssignal hin zielgerichtet ein entsprechender Airbag ausgelöst wird. Die

Instrumententafel 31 weist beim Beifahrer oberhalb und/oder unterhalb eines Handschuhfachs einen Halterahmen 20 für einen Frontairbag auf, beispielsweise zum Schutz von Gesicht und/oder Knien. Die linke und rechte Türinnenverkleidung 32 weisen jeweils zumindest einen Halterahmen 20 für zumindest einen Seitenairbag auf. Die linke und rechte

Insassensitzschale 33 weisen jeweils zumindest einen Halterahmen 20 für zumindest einen Seitenairbag auf. Die linke und rechte B-Säule beziehungsweise deren jeweilige

Säulenverkleidung 34 weisen jeweils zumindest einen Halterahmen 20 für zumindest einen Seitenairbag auf. Die Seitenairbags sind beispielsweise zum Schutz von Becken, Brustkorb und/oder Kopf des betreffenden Insassen eingerichtet. Üblicherweise ist auch im Lenkrad ein Frontairbag vorgesehen, welcher hier der Übersichtlichkeit halber bloß nicht dargestellt ist. Ein reales Kraftfahrzeug 200 weist nach Auslegung nur einige der Airbags oder mehrere Airbags in fachmännisch ausgelegter Anordnung auf. Mit der hier vorgeschlagenen Innenraumabdeckung ist eine kostengünstig herstellbare Aufnahme für einen Airbag geschaffen, welcher bevorzugt bereits in den Grundkörper der Innenraumabdeckung integriert ist.

Bezugszeichenliste

Innenraumabdeckung

Kraftfahrzeug

Hartkörper

Luftkanal

Schaumträger

Halterahmen

Innenraumdeckel

Fangband

Aufnahmeraum

Fahrerkabine

Instrumententafel

Türinnenverkleidung

Insassensitzschale

Säulenverkleidung

Kollisionssensorik

Claims

Patentansprüche

1. Innenraumabdeckung (100) zur Aufnahme eines Airbags zum Schutz eines Insassen in einer Fahrerkabine (30) eines Kraftfahrzeugs (200), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:

- einen Grundkörper (10,11 ,12) aus einem spritzbaren Thermoplast, bevorzugt einem Polypropylen, besonders bevorzugt faserverstärkt;

- einen Halterahmen (20) für einen Airbag, welcher mit dem Grundkörper (10,1 1 ,12) fest verbunden ist und dazu eingerichtet ist, einen Airbag aufzunehmen, welcher in einem Kollisionsfall des Kraftfahrzeugs (200) innenraumseitig hin zu einem Insassen des

Kraftfahrzeugs (200) ausschießbar ist; und

- einen Innenraumdeckel (21 ), welcher den Aufnahmeraum (23) für den Airbag im

Halterahmen (20) innenraumseitig derart verschließt, dass der Innenraumdeckel (21 ) von dem herausschießenden Airbag überwindbar ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Halterahmen (20) aus einem faserverstärkten spritzbaren Thermoplast der gleichen Werkstofffamilie, bevorzugt einem Polypropylen, gebildet ist und stoffschlüssig mittels eines Thermoplasts der gleichen Werkstofffamilie, bevorzugt dem Thermoplast des

Grundkörpers (10,11 ,12) oder des Halterahmens (20), mit dem Grundkörper (10,11 ,12) verbunden ist.

2. Innenraumabdeckung (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der

Grundkörper (10,1 1 ,12) der Innenraumabdeckung (100) ein Hartkörper (10), ein

Luftkanal (1 1 ) oder ein Schaumträger (12) ist.

3. Innenraumabdeckung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der

Halterahmen (20) und der Grundkörper (10,11 ,12) einstückig beim Spritzgießen gebildet sind, wobei der Innenraumdeckel (21 ) mit dem gleichen oder einem innenraumseitig angeordneten weiteren Grundkörper (10,11 ,12) der Innenraumabdeckung (100), bevorzugt nach Anspruch 2, verschweißt ist.

4. Innenraumabdeckung (100) nach Anspruch 3, wobei der Innenraumdeckel (21 ) aus dem gleichen Material wie der Halterahmen (20) oder aus einem thermoplastischen Elastomer auf Olefinbasis, bevorzugt Polypropylen/Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, gebildet ist.

5. Innenraumabdeckung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in den Innenraumdeckel (21 ) ein Fangband (22) integriert ist, welches bevorzugt in den

Halterahmen (20) eingegossen ist.

6. Innenraumabdeckung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der

Werkstoff des Halterahmens (20) und/oder des Innenraumdeckels (21 ) ein Thermoplast ist und zumindest eine der folgenden Eigenschaften aufweist:

- einen Glasfaseranteil von 15 % bis 30 %, bevorzugt 25 % ±1 %,;

- bei 23°C einen Biegemodul von 2.500 MPa bis 3.000 MPa, bevorzugt 2.800 MPa ±50 MPa;

- bei 23°C eine Streckspannung von 30 MPa bis 36 MPa, bevorzugt 33 MPa ±0,5 MPa;

- bei 23°C eine Bruchstreckdehnung von 11 % bis 17 %, bevorzugt 14 % ±0,5 %;

- bei 23°C eine Charpy-Schlagzähigkeit von 37 kJ/m² bis 47 kJ/m², bevorzugt 42 kJ/m² ±0,5 kJ/m²;

- bei -31 °C eine Charpy-Schlagzähigkeit von 10 kJ/m² bis 15 kJ/m², bevorzugt 12,5 kJ/m² ±0,5 kJ/m²;

- eine Vicat-Erweichungstemperatur von 1 10°C bis 130 C, bevorzugt 122°C ±1 °C; und

- unangelassen eine Wärmeformbeständigkeitstemperatur unter einer Last von 0,45 MPa von 135°C bis 150°C, bevorzugt 143°C ±1 °C.

7. Innenraumabdeckung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die

Innenraumabdeckung (100) eines der folgenden Bauteile ist:

- Instrumententafel (31 ), wobei der Halterahmen (20) bevorzugt für einen Airbag zum Schutz eines Beifahrers eingerichtet ist;

- Türinnenverkleidung (32);

- Insassensitzschale (33); oder

- Säulenverkleidung (34).

8. Kraftfahrzeug (200) mit einer Fahrerkabine (30) und mit einer Kollisionssensorik (40), wobei die Fahrerkabine (30) zumindest eine Innenraumabdeckung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem in einem von der Kollisionssensorik (40) erfassten Kollisionsfall in die Fahrerkabine (30) ausschießenden Airbag zum Schutz eines Insassen in der Fahrerkabine (30) aufweist.