DE4309374A1 - Cover for airbag unit - comprises urethane surface layer and core of thermoplastic urethane] elastomer - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abdeckung für eine Airbag-Einheit (Luftsack-Einheit), insbesondere eine Abdeckung für eine Airbag-Einheit, die auf einem Lenkrad eines Kraftfahrzeugs oder einer Instrumententafel vor dem Fahrer sitz anzuordnen ist.The present invention relates to a cover for a Airbag unit (airbag unit), especially one Cover for an airbag unit mounted on a steering wheel Motor vehicle or an instrument panel in front of the driver seat must be arranged.
Eine herkömmliche Airbag-Abdeckung (gemeint ist hier die stoßkissenförmig ausgebildete Abdeckung) besteht aus einer Oberflächenschicht aus weichem Urethan und einem Kern aus hartem Kunstharz. Dabei ist der Kern aus einem solchen harten Kunstharz gebildet, daß er sich leicht in die Abdeckung ein bringen läßt (JP-OS 199149/1988).A conventional airbag cover (here is meant a cushion-shaped cover) consists of a Surface layer made of soft urethane and a core hard resin. The core is from such a hard one Synthetic resin is formed so that it easily fits into the cover can bring (JP-OS 199149/1988).
Wenn allerdings übliches hartes Kunstharz für die Kerne ver wendet wird, die in Oberflächenschichten aus weichem Urethan einzubetten sind, zeigen solche Airbag-Einheiten schlechte Aufschlagverträglichkeit bei niedrigen Temperaturen und fer ner eine geringe Widerstandsfähigkeit gegenüber wärmebeding ter Alterung.If, however, common hard synthetic resin for the cores ver is applied in the surface layers of soft urethane are embedded, such airbag units show poor Impact tolerance at low temperatures and fer low resistance to heat ter aging.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die obigen Pro bleme zu lösen und eine Abdeckung für eine Airbag-Einheit an zugeben, die hervorragende Aufschlageigenschaften bei niedri gen Temperaturen und Widerstandsfähigkeit gegenüber wärmebe dingter Alterung besitzt.The object of the present invention is the above Pro to solve bleme and a cover for an airbag unit admit the excellent impact properties at low temperature and resistance to heat due to aging.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den Ansprüchen angege bene Erfindung. Die Erfindung löst die genannte Aufgabe und schafft darüberhinaus eine Airbag-Einheit, die sich einfach fertigen läßt.This task is solved by the specified in the claims bene invention. The invention achieves the stated object and also creates an airbag unit that is simple can manufacture.
Die Erfindung schafft eine Abdeckung für eine Airbag-Einheit mit einer Oberflächenschicht aus weichem Urethan und einem Kern aus thermoplastischem Urethan-Elastomer mit einem Biege modul von etwa 1000 bis etwa 2500 kgf/cm2. Die Oberflächen schicht ist in der Lage, sich um die Scharniere des Kerns herum zu entfalten, wenn sie beim Aufblasen des darin enthal tenen Airbags birst.The invention provides a cover for an airbag unit with a surface layer made of soft urethane and a core made of thermoplastic urethane elastomer with a flexural modulus of about 1000 to about 2500 kgf / cm 2 . The surface layer is able to unfold around the hinges of the core if it bursts when the airbag contained therein is inflated.
Im folgendem werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:In the following, exemplary embodiments of the invention are described the drawing explained in more detail. Show it:
Fig. 1 eine Schnittansicht einer Abdeckung einer Ausführungs form der Erfindung im Betriebszustand; Figure 1 is a sectional view of a cover of an embodiment of the invention in the operating state.
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Abdeckung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und Fig. 2 is a perspective view of the cover according to an embodiment of the invention; and
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Kerns in der erfin dungsgemäßen Abdeckung. Fig. 3 is a perspective view of a core in the inven tion inventive cover.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine als Stoßpolster aus gebildete Abdeckung für eine Airbag-Einheit, umfassend eine Oberflächenschicht aus weichem Urethan, welche zumindest teilweise einen Kern aus einem thermoplastischen Urethan-Ela stomer mit einem Biegemodul im Bereich von etwa 1000 bis etwa 2500 kgf/cm2 umgibt. Die Oberflächenschicht ist so ausgebil det, daß sie sich um die Scharniere des Kern herum entfaltet, wenn sie beim Aufblasen des enthaltenen Airbags birst.The present invention relates to a cover formed as a shock cushion for an airbag unit, comprising a surface layer made of soft urethane, which at least partially has a core made of a thermoplastic urethane element with a bending modulus in the range from about 1000 to about 2500 kgf / cm 2 surrounds. The surface layer is so ausgebil det that it unfolds around the hinges of the core when it bursts when the airbag contained is inflated.
Der Kern kann gewaffelt, perforiert oder in ähnlicher Weise ausgebildet sein, damit die Oberflächenschicht den Kern zu mindest teilweise umgeben kann. Vorzugsweise schließt die Oberflächenschicht den Kern vollständig ein.The core can be waffled, perforated or similar be formed so that the surface layer to the core can at least partially surround. Preferably, the closes Surface layer completely core.
Weil der Kern und die Oberflächenschicht homogen sind, d. h. beide aus Urethan gefertigt sind, haben die Oberflächen schicht und der Kern eine ausreichende gegenseitige Bindung ohne Einsatz von Klebstoffen. Die Oberflächenschicht kann di rekt an den Kern angeformt werden, ohne daß der Arbeitsvor gang einer Klebstoffzugabe erforderlich wäre.Because the core and surface layer are homogeneous, i. H. both are made of urethane, have the surfaces layer and the core have a sufficient mutual bond without the use of adhesives. The surface layer can di be molded directly to the core without the work would be necessary.
Gemäß Fig. 1 befindet sich eine Airbag-Einheit 10 oberhalb der Nabe B eines Steuerrads W. Die Airbag-Einheit 10 enthält einen zusammengefaltenen Luftsack (Airbag) 11, der zu gegebe ner Zeit aufgeblasen wird, eine Aufblasvorrichtung 12, die zu einer vorbestimmten Zeit Gas in den Luftsack 11 leitet, ein die Unterseite des Luftsacks abdeckendes Gehäuse 13 und eine als Stoßkissen ausgebildete Abdeckung 14, welche die Ober seite des Luftsacks 11 abdeckt. Das Gehäuse 13 hält den Luft sack, die Aufblasvorrichtung 12 und die Abdeckung 14 und ist an der Nabe B des Steuerrads W festgemacht.Referring to FIG. 1, an air bag unit 10 is located above the hub B of a steering wheel W. The air bag unit 10 includes a together quantitative faltenen air bag (air bag) 11, which is inflated to gegebe ner time, an inflator 12, the predetermined at a time Gas in the airbag 11 conducts a housing 13 covering the underside of the airbag and a cover 14 designed as a cushion that covers the upper side of the airbag 11 . The housing 13 holds the air bag, the inflator 12 and the cover 14 and is attached to the hub B of the steering wheel W.
Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, handelt es sich bei der Ab deckung 14 gemäß Darstellung um ein im wesentlichen quadrati sches Gehäuse mit einer Oberwand 15 und einer Seitenwand 16, die sich von dem Umfangsrand der oberen Wand 15 nach unten weg erstreckt. Die Abdeckung 14 besitzt eine Oberflächen schicht 17 aus weichem Urethan und einen Kern 19 aus thermo plastischem Urethan-Elastoiner.As shown in FIGS. 1 and 2, the cover 14 as shown is a substantially quadratic housing having an upper wall 15 and a side wall 16 which extends downward from the peripheral edge of the upper wall 15 . The cover 14 has a surface layer 17 made of soft urethane and a core 19 made of thermoplastic urethane elastoiner.
Von oben betrachtet, ist in der Oberflächenschicht 17 der Oberwand der Abdeckung 14 eine H-förmige, Vorgegebene Soll bruchlinie 18 in Form einer Nut eingelassen, so daß die Ab deckung dann, wenn von der Aufblasvorrichtung 12 Gas gelie fert wird, leicht reißt.Viewed from above, in the surface layer 17 of the top wall of the cover 14, an H-shaped, predetermined breaking line 18 is inserted in the form of a groove, so that the cover when gas is supplied from the inflator 12 tears easily.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, enthält der Kern 19 eine im we sentlichen quadratische, hohle Unterlage 20, die in die Sei tenwand 16 der Abdeckung 14 eingebettet ist, und zwei entwickelte Abschnitte 21, die sich von den jeweils entgegengesetz ten Rändern auf der Oberseite der Unterlage 20 aus erstrecken und in die Oberwand 15 der Abdeckung 14 eingebettet sind. Um zu verhindern, daß sich die entwickelten Abschnitte 21 von der Oberflächenschicht 17 trennen, ist eine Anzahl von Lö chern (ohne Bezugszeichen) in die Unterlage 20 eingelassen. Weiterhin sind beide entwickelten Abschnitte 21 derart ange ordnet, daß sie die vorgegebene Sollbruchlinie 18 innerhalb der Oberflächenschicht 17 nicht kreuzen.As shown in Fig. 3, the core 19 includes a substantially square, hollow base 20 , which is embedded in the side wall 16 of the cover 14 , and two developed portions 21 , which differ from the opposite edges on the Extend top of the pad 20 and are embedded in the top wall 15 of the cover 14 . In order to prevent the developed sections 21 from separating from the surface layer 17 , a number of holes (without reference numerals) are embedded in the base 20 . Furthermore, both developed sections 21 are arranged such that they do not cross the predetermined breaking line 18 within the surface layer 17 .
In einer anderen Ausführungsform können die entwickelten Ab schnitte 21 mit Perforierungen oder einem Schlitz miteinander gekoppelt sein, wobei die Perforierungen bzw. der Schlitz z. B. zwischen den Abschnitten vorgesehen sind, vorausgesetzt, daß die Teile sich entlang der vorbestimmten Sollbruchlinie 18 leicht trennen.In another embodiment, the developed sections 21 can be coupled together with perforations or a slot, the perforations or the slot z. B. are provided between the sections, provided that the parts separate easily along the predetermined breaking line 18 .
An den jeweiligen Unterlagen-Seiten der entwickelten Ab schnitte 21 sind dünnwandige Scharniere 22 ausgebildet. Die Scharniere entsprechen den Verbindungsstellen, an denen die obere Wand 15 der Abdeckung 14 wie eine zweiflügelige Tür mit Scharnieren auf schwingt, wenn die vorbestimmte Sollbruchlinie 18 der Abdeckung 14 beim Aufblasen des Luftsacks 11 bricht.On the respective document pages of the developed sections 21 thin-walled hinges 22 are formed. The hinges correspond to the connection points at which the upper wall 15 of the cover 14 swings open like a double-leaf door with hinges when the predetermined breaking line 18 of the cover 14 breaks when the airbag 11 is inflated.
In die Unterseite der Unterlage 20 können mehrere Schrauben bolzen 23 eingeformt sein, mit deren Hilfe die Abdeckung 14 an dem Gehäuse 13 und dem Steuerrad W befestigt wird.In the underside of the base 20 , a plurality of bolts 23 can be formed, with the aid of which the cover 14 is fastened to the housing 13 and the steering wheel W.
Beispiele für ein geeignetes thermoplastisches Urethan-Ela stomer, welches sich für den Kern eignet, sind: thermoplasti sches Caprolactam-Urethan-Elastomer, thermoplastisches Adi pat-Urethan-Elastomer, thermoplastisches Polycarbo nat-Urethan-Elastomer und thermoplastisches polyether-Urethan-Elasto mer, die nach Maßgabe des verwendeten langkettigen Po lyols klassifiziert sind. Das thermoplastische Caprolactam- Urethan-Elastomer wird deshalb bevorzugt, weil es eine her vorragende mechanische Festigkeit aufweist und die wärmebe dingte Alterungsbeständigkeit einerseits und die Widerstands fähigkeit bei niedrigen Temperaturen andererseits gut aufein ander abgestimmt sind. Examples of a suitable thermoplastic urethane Ela stomer, which is suitable for the core, are: thermoplastic Caprolactam urethane elastomer, thermoplastic Adi pat urethane elastomer, thermoplastic polycarbo nat urethane elastomer and thermoplastic polyether urethane elasto mer, depending on the long-chain bottom used lyols are classified. The thermoplastic caprolactam Urethane elastomer is preferred because it comes from a has excellent mechanical strength and heat conditioned aging resistance on the one hand and the resistance ability at low temperatures, on the other hand other are coordinated.
Das bevorzugte thermoplastische Urethan-Elastomer enthält keine Verstärkungs-Füllstoffe wie Glasfasern oder Aramidfa sern.The preferred thermoplastic urethane elastomer contains no reinforcing fillers such as glass fibers or aramidfa ser.
Der Biegemodul des thermoplastischen Urethan-Elastomers reicht vorzugsweise von etwa 1000 bis etwa 2500 kgf/cm2, ins besondere von etwa 1500 bis etwa 2000 kgf/cm2.The flexural modulus of the thermoplastic urethane elastomer preferably ranges from about 1000 to about 2500 kgf / cm 2 , especially from about 1500 to about 2000 kgf / cm 2 .
Wenn der Biegemodul nicht größer als 1000 kgf/cm2 ist, hält der Kern 19 seine Form nicht bei. Überschreitet der Biegemo dul 2500 kgf/cm2, fühlt sich die Abdeckung 14 nicht weich an, auch dann nicht, wenn sie mit einer weichen Oberflächen schicht 17 ausgestattet ist, und beim Aufblasen der Abdeckung 14 reißen die Scharniere 22 ab. Spezielle Beispiele für ge eignete thermoplastische Urethan-Elastomere sind "Pandex T-5070, T-5965D" (Dainippon Ink and Chemicals, Inc), "Estollan E-5747FNAT" (Nippon Estolan K.K) und dergleichen. Vorzugs weise wird diesen Stoffen ein Weichmacher beigegeben, um den Biegemodul so einzustellen, daß er innerhalb des gewünschten Bereichs liegt, da ihre Biegemodulen im allgemeinen den Wert von 3000 kgf/cm2 übersteigen. Beispiele für geeignete Weich macher sind ein Ester-Weichmacher und eine Polyester-Weichma cher.If the flexural modulus is not greater than 1000 kgf / cm 2 , the core 19 will not maintain its shape. If the Biegemo dul exceeds 2500 kgf / cm 2 , the cover 14 does not feel soft, even if it is provided with a soft surface layer 17 , and when the cover 14 is inflated, the hinges 22 tear off. Specific examples of suitable thermoplastic urethane elastomers are "Pandex T-5070, T-5965D" (Dainippon Ink and Chemicals, Inc), "Estollan E-5747FNAT" (Nippon Estolan KK) and the like. Preferably, a plasticizer is added to these substances to adjust the flexural modulus so that it is within the desired range because its flexural moduli generally exceed 3000 kgf / cm 2 . Examples of suitable plasticizers are an ester plasticizer and a polyester plasticizer.
Der Kern 19 kann z. B. bei gleichzeitigem Umgießen der Schrau benbolzen 23 durch Spritzgießen hergestellt werden. Die Ober flächenschicht 17 kann z. B. durch reaktives Spritzgießen (RIM) ausgebildet werden.The core 19 may e.g. B. with simultaneous casting around the screw benbolzen 23 are made by injection molding. The upper surface layer 17 may, for. B. be formed by reactive injection molding (RIM).
Da beispielsweise die Materialen des Kerns 19 und der Ober flächenschicht 17 homogen sind, erzielt man eine hervorra gende Haftfähigkeit zwischen den Schichten 19 und 17, ohne daß ein Klebstoff auf die Oberfläche des Kerns 19 gegeben werden muß, wenn die Oberflächenschicht 17 an den Kern 19 an geformt wird. For example, since the materials of the core 19 and the upper surface layer 17 are homogeneous, an excellent adhesion between the layers 19 and 17 is achieved without the need to apply an adhesive to the surface of the core 19 when the surface layer 17 is against the core 19th is molded on.
Es wurden verschiedene Abdeckungen 14 für eine Airbag-Einheit M gefertigt, wobei jede Abdeckung aus unterschiedlichem Mate rial bestand.Various covers 14 were made for an airbag unit M, each cover consisting of different material.
Die Abdeckungen wurden dadurch geprüft, daß man den in ihnen enthaltenen Luftsack bei verschiedenen Temperaturen aufblies. Die Abdeckungen konnten Umgebungstemperatur annehmen, bevor die Prüfung durchgeführt wurde. Tabelle 1 zeigt die speziel len Prüfbedingungen und die Auswertungsergebnisse, wobei "0" bedeutet, daß die Abdeckung ordnungsgemäß funktierte und kei nerlei Probleme entstanden.The covers were checked by looking at them in them contained airbag at different temperatures. The covers could reach ambient temperature before the test was carried out. Table 1 shows the specific len test conditions and the evaluation results, where "0" means the cover was working properly and is not working various problems arose.
Die Oberflächenschicht 17 all dieser Abdeckungen wurde durch reaktives Spritzgießen eines weichen Urethans mit einer Härte im Bereich von 60 bis 90 Shore A gemäß ASTM geformt. Bei dem reaktiven Spritzgießen (RIM = reactive injection-molding) handelt es sich um ein Formverfahren, bei dem ein Polyol und Polyisocyanat gemischt, in eine Form eingespritzt und dann zum Ausreagieren und Härten gebracht werden.The surface layer 17 of all of these covers was formed by reactive injection molding of a soft urethane with a hardness in the range of 60 to 90 Shore A according to ASTM. Reactive injection molding (RIM) is a molding process in which a polyol and polyisocyanate are mixed, injected into a mold and then caused to react and harden.
Das "Pandex T-5070" von Dainippon Ink and Chemicals, Inc. (thermoplastisches Urethan-Elastomer) wurde mit einem Weich macher gemischt und für die Kerne 19 bei den Bespielen 1 und 2 gemäß der Erfindung verwendet.The "Pandex T-5070" from Dainippon Ink and Chemicals, Inc. (thermoplastic urethane elastomer) was mixed with a plasticizer and used for the cores 19 in Examples 1 and 2 according to the invention.
Das "Hytrel 5557" von Du Pont-Toray Co., Ltd (thermoplasti sches Polyester-Elastomer) wurde für den Kern beim Ver gleichsbeispiel 1 verwendet.The "Hytrel 5557" from Du Pont-Toray Co., Ltd (thermoplastic cal polyester elastomer) was used for the core in Ver same example 1 used.
Für den Kern des Vergleichsbeispiels 2 wurde "Pelprene S2001" von Toyobe Co., Ltd., (thermoplastisches Polyester-Elastomer) verwendet.For the core of comparative example 2, "Pelprene S2001" by Toyobe Co., Ltd., (thermoplastic polyester elastomer) used.
Die Sorte "Verton TF-700-10" von ICI Japan, Ltd., (thermopla stisches Urethan-Elastomer) mit eingeschlossenem Glasfaserma terial (50%) wurde für den Kern nach Vergleichsbeispiel 3 verwendet.The variety "Verton TF-700-10" from ICI Japan, Ltd., (thermopla static urethane elastomer) with glass fiber included material (50%) was used for the core according to Comparative Example 3 used.
Für den Kern nach Vergleichsbeispiel 4 wurde die Sorte "Lemalloy BX538" von Mitsubushi Petrochemical Co. Ltd., (thermoplastisches Nylon-6-Elastomer) verwendet.For the core according to Comparative Example 4, the grade "Lemalloy BX538" from Mitsubushi Petrochemical Co. Ltd., (thermoplastic nylon 6 elastomer) is used.
Die Daten bezüglich der physikalischen Eigenschaften der je weiligen Materialen gemäß Tabelle 1 wurden aus einer Tabelle von Daten der physikalischen Eigenschaften entnommen oder ab geleitet, die von dem jeweiligen Hersteller geliefert wird. Die für die Kerne verwendeten Stoffe wurden unter Bezugnahme auf diese Tabellen über die Daten physikalischer Eigenschaf ten gemessen. Die Prüfmethoden waren folgende: die Zugfestig keit basierte auf ASTM D638: der Biegemodul basiert auf ASTM D790; und der Izod-Aufschlagwert basiert auf ASTM D256.The data regarding the physical properties of each The materials listed in Table 1 were taken from a table taken from data of physical properties or from headed, which is supplied by the respective manufacturer. The fabrics used for the cores have been referenced on these tables about the data of physical properties ten measured. The test methods were as follows: the tensile strength based on ASTM D638: the bending module is based on ASTM D790; and the Izod impact value is based on ASTM D256.
Aus der Tabelle 1 ergibt sich, daß die erfindungsgemäßen Ab deckungen 14 nach den Beispielen 1 und 2 ein hervorragendes Verhalten bei 85°C, bei Zimmertemperatur und bei -35°C sowie nach Aufheizung über eine längere Zeitspanne zeigten.From Table 1 it follows that the covers 14 according to the invention from Examples 1 and 2 showed excellent behavior at 85 ° C, at room temperature and at -35 ° C and after heating over a longer period of time.
Im Gegensatz dazu gab es bei den Abdeckungen 14 nach den Ver gleichsbeispielen 1 und 2 Probleme beim Aufblasvorgang nach Alterung unter Hitze und bei den Vergleichsbeispielen 3 und 4 gab es Probleme beim Aufblasen bei -35°C.In contrast, the covers 14 according to the comparative examples 1 and 2 had problems when inflating after aging under heat, and the comparative examples 3 and 4 had problems when inflating at -35 ° C.
Wie oben ausgeführt ist, besitzt die erfindungsgemäße Abdeckung hervorragende Aufschlageigenschaften bei niedriger Tem peratur und ist gegenüber durch Hitzeverursachter Alterung widerstandsfähig. Da die zur Bildung des Kerns und der Ober flächenschichten verwendeten Stoffe homogen sind, lassen sich die beiden so gebildeten Schichten leicht und fest miteinan der vereinen, ohne daß ein Klebstoff eingesetzt werden muß. Die Abdeckung läßt sich also besonders einfach fertigen, da der Arbeitsvorgang des Anbringens eines solchen Klebstoffs nicht erforderlich ist.As stated above, the cover according to the invention has excellent impact properties at low temperatures temperature and is opposed to aging caused by heat tough. Because they are used to form the core and the upper fabrics used are homogeneous, can be the two layers thus formed lightly and firmly together that unite without the need to use an adhesive. The cover can therefore be manufactured particularly easily because the process of applying such an adhesive is not required.
Claims (6)
einen Kern, umfassend ein erstes thermoplastisches Urethan-Elastomer mit einem Biegemodul im Bereich von etwa 1000 bis etwa 2500 kgf/cm2; und
eine Oberflächenschicht, die den Kern mindestens teil weise umgibt und aus einem weichen Urethan geformt ist, wel ches eine Härte besitzt, die geringer ist als diejenige des ersten thermoplastischen Urethan-Elastomers.1. Cover for an airbag unit with excellent impact properties at low temperature and resistance to heat-related aging, characterized by :
a core comprising a first thermoplastic urethane elastomer having a flexural modulus in the range of about 1000 to about 2500 kgf / cm 2 ; and
a surface layer which at least partially surrounds the core and is formed from a soft urethane which has a hardness less than that of the first thermoplastic urethane elastomer.
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