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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abdeckung für eine Airbaganordnung,
die insbesondere für
den Einsatz in Kraftfahrzeugen geeignet ist, jedoch auch in anderen
Fahrzeugen zum Einsatz kommen kann, in denen zum Schutz von Personen Airbaganordnungen
verwendet werden.
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Abdeckungen
für derartige
Airbaganordnungen umfassen in der Regel wenigstens eine Klappe, die
an einem Befestigungsbauteil derart angebracht ist, dass sie um
eine, zwischen der Klappe und dem Befestigungsbauteil angeordnete
Schwenkachse von einer Grundstellung in eine Betriebsstellung verschwenkbar
ist. Es können
jedoch auch mehrere Klappen vorgesehen sein bzw. die Klappe kann mehrteilig
ausgestaltet sein. In der Grundstellung verschließt die Klappe
eine Öffnung,
hinter der ein Airbagmodul angeordnet ist, und in der Betriebsstellung
gibt die Klappe diese Öffnung
frei, so dass sich der Airbag entfalten und seine Schutzwirkung
ausüben
kann.
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Stand der
Technik
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Airbags
sind heutzutage insbesondere im Automobilbau Stand der Technik.
Um das Airbagmodul in einer Grundstellung unsichtbar zu verwahren, besteht
eine Möglichkeit,
die Airbagöffnung
abzudecken darin, eine ein- oder mehrteilige Klappe vorzusehen,
die bündig
in die Instrumententafel eingearbeitet ist. Die Klappe wird durch
den Öffnungsdruck des
Airbags geöffnet,
wobei eine Funktionsnaht, die rings um die Klappe verläuft, reißt. Es bleibt
lediglich der Befestigungsbereich zwischen der Klappe und einem
Befestigungsbauteil, der auch als Scharnierbereich bezeichnet wird,
stehen. Dieser Bereich fungiert als Biegeachse, so dass die Klappe
um eine Schwenkachse verschwenkbar ist.
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Ein
Problem bei dieser Ausgestaltung besteht in der hohen Energie des
Airbags, die die Funktionsnaht zum Reißen bringt und die Klappe zum
Verschwenken in die Betriebsstellung beschleunigt. Durch diese hohe
Beschleunigung kann es beim Verschwenken zu einem Kontakt der Klappe
mit der Windschutzscheibe oder einem anderen Bauteil des Fahrzeugs
kommen, so dass die Gefahr besteht, dass diese Scheibe oder des
Bauteils beschädigt oder
gar zerstört
wird. Dies wird bei Crashtests negativ bewertet.
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Um
diese Problematik zu umgehen, werden im Stand der Technik bisher
Fangbänder
eingesetzt, die einerseits an dem Airbagmodul oder einer anderen
feststehenden Komponente und andererseits an der Klappe befestigt
sind. Je nach Ausgestaltung halten diese Fangbänder in der Form eines Rückhaltebands
die Klappe in einer Endstellung bzw. sie erzeugen eine Rückstellung
der Klappe. Ein System der letztgenannten Ausgestaltung ist beispielsweise
aus der
DE 199 45
022 A1 bekannt. Bei dieser Anordnung ist ein Textil- oder
Kunststoffgewebeband mit einem Ende an der Klappe befestigt und
mit der anderen Seite an einem Scharnier, über welches die Klappe an dem
Befestigungsbauteil angebracht ist. Während des Öffnungsvorgangs der Klappe
erfährt
das Textil- oder Kunststoffgewebeband eine Dehnung, die nach dem
Entfalten des Airbags und der nunmehr geringeren Krafteinwirkung
des Airbags auf die Klappe eine Rückstellwirkung auf die Klappe
bewirkt. Andere Anordnungen, die ein Fangband in der Form eines
Rückhaltebands
verwenden, sind aus der
DE
38 43 686 A1 und der
DE 38 35 581 A1 bekannt.
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Nachteilig
bei der Verwendung von Fangbändern
zur Begrenzung des Verschwenkwinkels der Klappe ist, dass diese
Fangbänder
im geschlossenen Zustand in einer Querrichtung gesehen an beiden
seitlich außen
liegenden Bereichen der Klappe bzw. der Abdeckung angeordnet sein
müssen,
da sie sonst störend
in den Aufbewahrungsraum bzw. Schusskanal des Airbagmoduls eingreifen
und somit ein problemloses Entfalten des Airbags behindern könnten. Durch
diese seitlich Anordnung ist ein erhöhter Platzbedarf und Konstruktionsaufwand
notwendig. Darüber
hinaus sind die Fangbänder
im Stand der Technik entweder als dehnbare Bänder ausgestaltet, die nach
dem Auslösen
und Entfalten des Airbags und der nunmehr geringeren Krafteinwirkung
des Airbags auf die Klappe eine Rückstellung der Klappe bewirken.
Oder aber die Fangbänder
sind als Haltebänder
mit einer geringen oder gar keiner Dehnfähigkeit ausgestaltet, so dass
sie lediglich die Endstellung des Deckels begrenzen. Bei dieser
Ausgestaltung wird jedoch eine erhöhte Kraft auf die Befestigungspunkte
des Fang- bzw. Rückhaltebands ausgeübt, was
bezüglich
der Krafteinteilung und aus konstruktionstechnischer Sicht nachteilig
ist.
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Beschreibung
der Erfindung
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Das
der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende technische Problem
besteht folglich darin, eine Abdeckung für eine Airbaganordnung vorzuschlagen,
bei der der Schwenkwinkel einer Klappe um eine Schwenkachse so begrenzt
ist, dass die Beschädigung
einer Fahrzeugscheibe verhindert werden kann und die aus konstruktionstechnischer
Sicht gegenüber
den bekannten Systemen aus dem Stand der Technik verbessert ist.
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Dieses
technische Problem wird gemäß der vorliegenden
Erfindung durch eine Abdeckung für eine
Airbaganordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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So
umfasst die erfindungsgemäße Abdeckung
für eine
Airbaganordnung wenigstens eine Klappe, die als ein- oder mehrteilige
Klappe ausgestaltet sein kann. Die Klappe ist an einem Befestigungsbauteil
angebracht und um eine Schwenkachse, die grob durch eine Verbindungslinie
zwischen der Klappe und dem Befestigungsbauteil definiert ist, von
einer Grundstellung in eine Betriebsstellung verschwenkbar. Bei
dem Befestigungsbauteil kann es sich um einen Rahmen der Abdeckung
handeln, der zusammen mit der Klappe und einem Airbagmodul bzw.
einer Airbaganordnung in ein Fahrzeug eingebaut wird. Andererseits
kann es sich bei dem Befestigungsbauteil auch beispielsweise um
eine Instrumententafel, eine Türinnenverkleidung
oder eine andere Innenverkleidung des Kraftfahrzeugs handeln, wobei
die Klappe direkt mit einem Bauteil des Fahrzeugs verbunden ist.
Darüber
hinaus ist es auch denkbar, dass es sich bei dem Befestigungsbauteil um
ein Bauteil eines Fahrzeugsitzes handelt. Die Verbindungslinie zwischen
der Klappe und dem Befestigungsbauteil, die die Schwenkachse definiert, stellt
ferner ungefähr
die Mittellinie eines Scharnierbereichs bzw. eines Bereichs der
Schwenkachse dar. Die Klappe der vorliegenden Erfindung kann beim Auslösen des
Airbags um die Schwenkachse von einer Grundstellung in eine Betriebsstellung
verschwenkt werden. In der Grundstellung wird eine Öffnung,
durch die sich der Airbag in den Innenraum eines Fahrzeugs entfaltet,
durch die Klappe verschlossen, wohingegen sie in der Betriebsstellung
freigegeben wird. Die vorliegende Erfindung kennzeichnet sich dadurch,
dass die Abdeckung ein Begrenzungsband aufweist, das in einem Bereich
der Schwenkachse bzw. dem Scharnierbereich flächig angebracht ist und zwar
sowohl an dem Befestigungsbauteil als auch an der Klappe. Unter
flächig
angebracht ist im Sinne der vorliegenden Erfindung zu verstehen,
dass das Begrenzungsband, welches zwei flächige Seiten aufweist, im Scharnierbereich
mit einer Seite nahezu vollständig
oder vollständig
an der Klappe und dem Befestigungsbauteil anliegt und befestigt
ist. Darüber hinaus
ist in der Grundstellung die durch die flächige Seite des Begrenzungsbandes
aufgespannte Ebene von der Schwenkachse beabstandet angebracht.
Mit anderen Worten ist der Abstand des Begrenzungsbandes zur neutralen
Faser groß genug,
so dass das Band bei einer Biegung des Begrenzungsbandes im Scharnierbereich
einen größeren Verformungsweg erfährt als
die übrigen
Scharnierelemente und somit Energie aus dem System herausnimmt.
Dadurch kann eine Begrenzung des Schwenkwinkels der Klappe erreicht
werden, der so eingestellt wird, dass ein Anschlagen des Deckels
an der Scheibe verhindert bzw. so abgeschwächt wird, dass eine Beschädigung der
Scheibe ausgeschlossen werden kann. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau
kann das Begrenzungsband über
die gesamte Länge
der Schwenkachse angeordnet werden, ohne störend in den Schusskanal und
in das Entfalten des Airbags einzugreifen, so dass eine platzsparende,
konstruktiv einfache Anordnung erreicht ist. Darüber hinaus wird durch die plastische
Verformung des Befestigungsbandes Energie aus dem System genommen,
um das Verschwenken der Klappe zu begrenzen, gleichzeitig jedoch
keine Rückstellung
der Klappe bewirkt, weil das Befestigungsband eine plastische, d.h.
keine rein elastische Dehnung erfährt. Aufgrund des flächigen Anbringens
kann die ausgeübte
Kraft auf die Verbindungsabschnitte ferner besser eingeleitet und abgeführt werden.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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So
umfasst die Abdeckung der vorliegenden Erfindung vorteilhafter Weise
ferner eine Verstärkungseinrichtung,
die ein Abreißen
der Klappe beim Verschwenken in die Betriebsstellung verhindert.
Dadurch kann zuverlässig
abgesichert werden, dass die Klappe beim Auslösen des Airbags nicht abreißt und zu
Verletzungen der Fahrzeuginsassen führt.
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Vorteilhafter
Weise ist die Verstärkungseinrichtung
eine planare bzw. ebene Platte aus einem Metallwerkstoff oder Kunststoff,
die zumindest in dem Bereich der Schwenkachse (Scharnierbereich)
an dem Befestigungsbauteil und der Klappe angebracht ist. Das Vorsehen
einer planaren Platte ist insbesondere in dem speziellen Fall einer
geschäumten
Abdeckung vorteilhaft, da die planare Platte bei der Herstellung
in das Formwerkzeug eingelegt und anschließend umschäumt wird. Dadurch kann ein
einfacher und kostengünstiger
Herstellungsvorgang erreicht werden. Es ist jedoch auch denkbar,
dass sich die planare Platte über
den Scharnierbereich hinaus erstreckt.
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Ist
eine Verstärkungseinrichtung
vorgesehen, so ist das Begrenzungsband vorteilhafter Weise an der
Verstärkungseinrichtung
angebracht, die wiederum an der Klappe und dem Befestigungsbauteil angebracht
ist. Dies führt
vorteilhafter Weise dazu, dass die Beabstandung des Befestigungsbandes
von der Schwenkachse vergrößert wird,
wodurch die plastische Verformung bei der Biegung/Verschwenkung
vergrößert und
damit die Energieaufnahme des Begrenzungsbandes erhöht wird.
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Bei
der vorliegenden Erfindung ist ein Abstand der durch das Begrenzungsband
aufgespannten Ebene zu der Schwenkachse vorteilhafter Weise derart
ausgestaltet, dass das Begrenzungsband beim Verschwenken derartig
gedehnt wird, dass ein Verschwenkwinkel der Klappe so begrenzt ist,
dass eine Beschädigung
der Scheibe ausgeschlossen werden kann. Idealer Weise ist der Abstand
so zu wählen,
dass das Begrenzungsband bei Überlast reißt. Diese
Feinabstimmung kann beispielsweise über Simulationen gelöst werden.
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Das
Begrenzungsband der vorliegenden Erfindung kann ein Gewebe oder
ein Metallband sein. Die Materialwahl hängt entsprechend von der plastischen
Verformbarkeit des Materials und den entsprechenden Erfordernissen
sowie der Befestigungsart ab.
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Bei
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist das Begrenzungsband über wenigstens eine
Schlaufe befestigt. So kann beispielsweise die Schlaufe des Befestigungsbands
an der Verstärkungseinrichtung
befestigt werden, um nachfolgend das Befestigungsband und die Verstärkungseinrichtung
in ein Formwerkzeug einzulegen und zusammen mit der Herstellung
der Klappe auszuschäumen. Auf
diese Art und Weise kann eine Abdeckung der vorliegenden Erfindung
kostengünstig
und einfach hergestellt werden.
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Alternativ
kann das Begrenzungsband jedoch auch mittels Nieten oder Kleben
befestigt werden.
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Um
das äußere Erscheinungsbild
der erfindungsgemäßen Abdeckung
zu verbessern bzw. aufrechtzuerhalten, ist das Begrenzungsband in
Bezug auf eine Außenseite
der Klappe, die der Fahrgastzelle eines Fahrzeugs zugewandt ist,
vorteilhafter Weise innenseitig angebracht. Ist eine Verstärkungseinrichtung
vorgesehen, so ist das Begrenzungsband vorteilhafter Weise auch
innenseitig von der Verstärkungseinrichtung
vorgesehen.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung sind das Befestigungsbauteil und die Klappe
integral ausgebildet, wobei das Befestigungsbauteil die Instrumententafel
eines Kraftfahrzeugs sein kann. Durch die integrale Ausgestaltung
wird eine kompakte Baugruppe erreicht, die einfach und kosteneffektiv
herstellbar ist.
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Vorteilhafter
Weise ist bei der integralen Ausgestaltung auf der der Fahrgaststelle
eines Fahrzeugs zugewandten Seite parallel zu der Schwenkachse eine
Knicklinie zwischen der Klappe und dem Befestigungsbauteil vorgesehen.
Die Knicklinie dient dazu, ein sauberes Verschwenken der Klappe
um die Schwenkachse zu unterstützen.
Mit anderen Worten ist in Querrichtung zur Schwenkachse und parallel dazu
eine flache Nut vorgesehen, die die Knicklinie definiert.
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Darüber hinaus
schlägt
die vorliegende Erfindung eine Instrumententafel für ein Kraftfahrzeug mit
einer der zuvor beschriebenen Abdeckungen der vorliegenden Erfindung
vor. Vorteilhafter Weise ist in diesem Fall das Befestigungsbauteil
ein Teil der Instrumententafel.
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Ferner
schlägt
die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Abdeckung
oder einer erfindungsgemäßen Instrumententafel
vor.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf eine rein beispielhafte
vorteilhafte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und unter Bezugnahme auf die begleitenden
Zeichnungen genauer beschreiben, in denen:
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1 eine
Querschnittsansicht einer Abdeckung für eine Airbaganordnung gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in der Grundstellung ist.
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2 eine
Detailansicht aus 1 in Betriebsstellung der Klappe
in vergrößertem Maßstab ist.
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Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform
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Gleiche
Bezugszeichen in den Figuren kennzeichnen gleiche Elemente der Abdeckung
gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die folgende Beschreibung dient lediglich der
Erläuterung
der vorliegenden Erfindung und ist nicht begrenzend zu verstehen.
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In 1 ist
eine Abdeckung für
eine Airbaganordnung dargestellt. In der Instrumententafel 1 eines
Kraftfahrzeugs ist eine Klappe 2 vorgesehen, die vier Seitenkanten
aufweist. Eine der Seitenkanten ist mit der Instrumententafel 1 integral
verbunden, wobei an der Verbindungslinie zwischen der Klappe 2 und der
Instrumententafel 1 eine Schwenkachse 3 definiert
ist. Entlang der verbleibenden Seitenkanten der Klappe 2 ist
eine Funktionsnaht 4 ausgebildet, die beim Auslösen des
Airbags aufreißt
und eine Schwenkbewegung der Klappe 2 ermöglicht.
Die Schwenkbewegung der Klappe 2 ist durch den Pfeil A
angedeutet. Oberhalb der Instrumententafel 1 ist ein Teil
einer Windschutzscheibe 5 dargestellt. Wie aus 1 ersichtlich
ist, wird in der bevorzugten beispielhaften Ausführungsform die Abdeckung der
vorliegenden Erfindung für
einen Beifahrerairbag in einem Kraftfahrzeug verwendet. Die vorliegende
Erfindung ist jedoch auf jegliche Art von Airbag anwendbar, wie
beispielsweise den Fahrerairbag oder Seitenairbags und auch auf
Airbagsysteme in anderen Fahrzeugen.
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In
der in 1 dargestellten Grundstellung der Klappe 2 verschließt diese
eine Öffnung 6 in
der Instrumententafel 1 und dem oberen Bereich eines Schusskanals 7.
In dem Schusskanal 7 ist ein Airbagmodul 8 angeordnet,
das beim Auslösen
den Airbag explosionsartig in der durch den Pfeil B dargestellten Richtung
entfaltet. Dabei wird auf die Klappe 2 eine Kraft ausübt, so dass
die Reißnaht 4 entlang
der drei Seiten der Klappe 2 aufreißt und die Klappe 2 um
die Schwenkachse 3 verschwenkt wird.
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Ferner
umfasst die Abdeckung der in 1 dargestellten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Verstärkungseinrichtung 9,
die als ein Blech ausgestaltet ist und im Bereich der Biegeachse 3 verhindert,
dass die Klappe 2, die integral mit der Instrumententafel 1 ausgebildet
ist, von dieser abgetrennt wird. Die Verstärkungseinrichtung 9 in
der vorliegenden Ausführungsform
erstreckt sich über
den Scharnierbereich hinaus und verstärkt ferner die gesamte Klappe.
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Darüber hinaus
umfasst die Abdeckung der vorliegenden Erfindung ein Begrenzungsband 10, das
flächig
an der Verstärkungseinrichtung 9 angebracht
ist. Das Begrenzungsband 10 ist, in Bezug auf eine der
Fahrgastzelle des Fahrzeug zugewandten Seite der Klappe 2 bzw.
der Instrumententafel 1, innenseitig angebracht. Ferner
ist das Begrenzungsband 10 in einem Scharnierbereich angebracht,
der sich von der Schwenkachse 3 sowohl in Richtung der Instrumententafel 1,
als auch in Richtung der Klappe 2 erstreckt und zwar mit
der Schwenkachse als ungefähre
Mittellinie des Bereichs. Somit ist das Begrenzungsband 10 einerseits
an der Instrumententafel 1 befestigt und andererseits an
der Klappe 2. Im speziellen Fall einer geschäumten Instrumententafel
wird ein Airbagblech bzw. die Verstärkungseinrichtung 9 mit
einem daran befestigten Begrenzungsband 10 in ein Werkzeug
eingelegt und mittels eines LFI oder ähnlichen Verfahrens ausgeschäumt, wobei
das Airbagblech 9 und das Begrenzungsband 10 mit
eingeschäumt
werden. Dies stellt einen einfachen und kosteneffektiven Herstellungsprozess
dar.
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Im
Folgenden wird der Betrieb der in 1 dargestellten
erfindungsgemäßen Abdeckung
beschrieben.
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Bei
einem Aufprall des Kraftfahrzeugs bzw. Fahrzeugs und einem damit
verbundenen Auslösen des
Airbagmoduls 8 wird der Airbag explosionsartig aufgeblasen
und entfaltet sich in der Richtung B durch die Öffnung 6. Die Klappe 2 wird
durch den Öffnungsdruck
des Airbags in der Richtung A beschleunigt, wobei die Funktionsnaht 4 ringsum
die Klappe reißt.
Es bleiben lediglich die Scharnierbereiche um die Schwenkachse 3 bestehen,
die als Biegeachse fungiert. Die Verstärkungseinrichtung 9 verhindert, dass
die integrale Verbindung zwischen der Instrumententafel 1 und
der Klappe 2 aufbricht bzw. abreißt, wodurch eine zusätzliche
Verletzungsgefahr der Insassen verhindert werden kann. Die Klappe 2 verschwenkt
sich durch den Öffnungsdruck
des Airbags um die Schwenkachse 3 in der Richtung A in
die Betriebsstellung. Während
dessen entfaltet sich der Airbag.
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In 2 ist
die Abdeckung aus 1 in einer teilweise geöffneten
Stellung dargestellt. Aus dieser Ansicht ist ersichtlich, dass sich
das integrale Bauteil bestehend aus Instrumententafel 1 und
Klappe 2 um die Schwenkachse 3 verbiegt, so dass
die Klappe 2 um die Schwenkachse 3 in die Betriebsstellung
verschwenkt wird. Auch die Verstärkungseinrichtung 9 folgt
durch das Verschwenken der Klappe 2 um die Schwenkachse 3 der
Biegung. Die an der Verstärkungseinrichtung 9 im
Scharnierbereich flächig
angebrachte Einrichtung zum Begrenzen des Verschwenkwinkels der
Klappe 2, d. h. das Begrenzungsband 10, muss folglich
ebenfalls der Biegung der anderen Elemente im Scharnierbereich folgen. Der
Abstand des Begrenzungsbands zur neutralem Faser bzw. zur Schwenkachse
ist in diesem Fall groß genug,
so dass das Begrenzungsband 10 bei der zuvor beschriebenen
Biegung im Scharnierbereich einen größeren Verformungsweg erfährt als
das übrige Scharnier,
d. h. die übrigen
Bauteile 1, 2 und 9 im Scharnierbereich.
Damit wird das Begrenzungsband mehr gedehnt als diese anderen Bauteile
und durch die plastische Verformung bzw. das Reißen des Begrenzungsbands wird
die von dem Airbag aufgebrachte Energie auf das System abgeschwächt bzw. herausgenommen.
Durch diese Minderung der Energie wird verhindert, dass sich die
Klappe 2 um die Schwenkachse 3 bis zu einem Anschlagen
an der Windschutzscheibe 5 verschwenkt bzw. es erfolgt nur
ein leichtes Anschlagen der Klappe 2 an der Windschutzscheibe.
Folglich kann erreicht werden, dass die Windschutzscheibe beim Öffnen des
Deckels nicht beschädigt
oder zerstört
wird. Mit anderen Worten macht das Begrenzungsband beim Biegen im Scharnierbereich
mehr Weg als das Bauteil aus Instrumententafel 1 und Klappe 2 und
die Verstärkungseinrichtung 9.
Da das Begrenzungsband 10 im geöffneten Zustand nicht oder
nur geringfügig
dazu neigt, sich wieder zusammenzuziehen (es ist flächig angebracht
und die Verformung ist elastisch), erfolgt auch keine Rückstellung
der Klappe 2 in die Grundstellung. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann
folglich eine konstruktiv einfache und platzsparende Begrenzung
des Verschwenkwinkels der Klappe 2 erreicht werden, so
dass eine Beschädigung
der Fahrzeugscheibe ausgeschlossen werden kann und gleichzeitig
erfolgt keine Rückstellung
der Klappe 2 in die Grundstellung. Darüber hinaus ist die Energieeinleitung
gegenüber
dem Stand der Technik verbessert.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene rein beispielhafte
bevorzugte Ausführungsform
beschränkt.
Vielmehr sind dem Fachmann verschiedenartige Änderungen und Modifikationen
ersichtlich, die dem Umfang der vorliegenden Erfindung entsprechen,
wie er durch die folgenden Patentansprüche definiert ist.