DE4448009B4

DE4448009B4 - Verfahren zur Herstellung einer Airbag-Abdeckung

Info

Publication number: DE4448009B4
Application number: DE4448009A
Authority: DE
Inventors: Andre Robin; Remi Baillivet; Kyriakos Vavalidis
Original assignee: TIP Engineering Group Inc
Current assignee: TIP Engineering Group Inc
Priority date: 1993-03-22
Filing date: 1994-03-18
Publication date: 2008-11-27
Anticipated expiration: 2014-03-19
Also published as: DE4409405C5; DE4409405B4; DE4448050B4; GB2276354B; DE4409405A1; DE4448050C5; GB2276354A; GB9305888D0

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Airbag-Abdeckung (2), die eine innere Trägerschicht (3) aus hartem Polymermaterial und eine darüberliegende Schicht (4) aus weichem Polymermaterial sowie eine Außenhaut (5) hat, mit den Schritten:
– Herstellen der Abdeckung (2) und anschließend
– Schneiden einer Reißlinie (7) in die Abdeckung (2) beginnend von der Trägerschicht (3),
wobei die Reißlinie (7) mittels eines heißen Messers ohne Ausübung von Druck auf die Abdeckung (2) geschnitten wird, und die Reißlinie (7) die Trägerschicht (3) vollständig durchdringt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abdeckung für einen Airbag.
Es ist vorgeschlagen worden, einen Airbag in einem Motorfahrzeug vorzusehen, wobei der Airbag so angepaßt ist, daß er im Falle eines Unfalls aufgeblasen wird, um für Schutz für einen Fahrer oder einen Beifahrer in dem Motorfahrzeug zu sorgen.
Ein Airbag kann z. B. in der Nabe eines Lenkrads enthalten sein, wobei die Nabe mit einer Abdeckung versehen ist, die normalerweise den Airbag schützt.
Alternativ dazu kann ein Airbag in einem Teil des Armaturenbretts angebracht sein, wobei dieser Teil des Armaturenbretts mit einer Abdeckung versehen ist, die normalerweise den Airbag schützt. In jedem Fall ist die Abdeckung gewöhnlich aus einem Kunststoffmaterial hergestellt und mit einer oder mehreren Reißlinien versehen, die Linien mechanischer Schwäche darstellen, um zu ermöglichen, daß die Abdeckung reißt, um eine Öffnung zu bilden, wenn der Airbag aufgeblasen wird.
US-A-4,120,516 offenbart eine Airbag-Abdeckung, wobei die Abdeckung aus einem Laminat gebildet ist, das eine äußere, aus Polyurethanschaum hoher Dichte gebildete Schicht und eine innere Schicht Polyurethanschaum geringer Dichte hat. Die innere Schicht bildet mit der äußeren Schicht eine Einheit. Das Laminat wird von innen geschnitten, um Linien mechanischer Schwäche oder Reißlinien zu bilden.
Es ist häufig wünschenswerter, eine Abdeckung für einen Airbag zu haben, die aus einem Laminat hergestellt wird, dessen äußere Schicht ein Schaum relativ geringer Dichte und dessen innere Schicht aus Schaum hoher Dichte oder gegossenem thermoplastischen Material ist. Durch Verwendung solch eines Laminats kann die Abdeckung die Festigkeit, die durch den Schaum hoher Dichte oder das starre, thermoplastische Material zur Verfügung gestellt wird, haben, sowie ein relativ weiches, dämpfendes Äußeres haben, das durch den Schaum relativ geringer Dichte gebildet wird. Der Schaum geringer Dichte kann, wie bekannt ist, eine Außenhaut haben.
Wenn die Abdeckung von US-A-4,120,516 eingeschnitten wird, wird der Schnitt durch den Schaum geringer Dichte und in den Schaum relativ hoher Dichte hinein durchgeführt. Der Schaum hoher Dichte kann auf einer Stützfläche getragen werden, so daß Druck durch die Schneideklingen ausgeübt werden kann, ohne daß sich Probleme ergeben.
Jedoch, wenn ein Versuch unternommen wird, eine Abdeckung von der Innenseite zu schneiden, wobei diese Abdeckung eine innere Schicht aus thermoplastischem Material oder Schaum hoher Dichte und eine äußere Schicht aus Schaum geringer Dichte hat, muß der Schaum geringer Dichte auf der Stützfläche plaziert werden, und wenn die Abdeckung mit einer Klinge, die Druck ausübt, geschnitten wird, wird der Schaum geringer Dichte zusammengedrückt. Das führt zu Schwierigkeiten bei der Durchführung des Schneidevorgangs auf eine genaue, gleich bleibende Weise. Die ses Verfahren kann auch eine dauerhafte Markierung schaffen, die auf der äußeren Oberfläche der Abdeckung sichtbar ist.
Während es möglich sein kann, eine Reißlinie einfach durch Ausgestaltung der Schicht aus thermoplastischem Material oder Schaum hoher Dichte mit einer Linie oder einem verlängerten Bereich aus relativ dünnem Material zur Verfügung zu stellen, kann eine sehr große Kraft notwendig werden, um anzufangen, die Reißlinie aufzureißen, weil das Material bedeutende Festigkeit besitzt. Da das Material in dem Bereich der Reißlinie sehr dünn sein müßte, kann es auch schwierig sein, den Formprozeß zu kontrollieren, so daß das Material genau die gewünschte Dicke hat. Es kann auch möglich sein, eine Reißlinie zu schaffen, in der das thermoplastische Material oder der Schaum hoher Dichte eine wahre Lücke definiert, über die sich in Intervallen angeordnete, transversale Rippen erstrecken, die das Material zusammenhalten. Der Schaum geringer Dichte kann dann an die härtere Schicht geformt werden. Jedoch, wenn dieses Hilfsmittel gewählt wird, könnte der Schaum geringer Dichte während des Formverfahrens gut durch die Trennlinie gelangen, die härtere Schicht aus der Form heraushebend, so daß das Enderzeugnis nicht befriedigend ist.
US-A-5,082,310 beschreibt eine Anordnung und eine Abdeckung für eine Öffnung, durch die sich ein Airbag entfaltet. Diese Öffnung ist in der Innenverkleidung eines Kfz ausgeformt. Die Abdeckung umfaßt einen Substratabschnitt, der in einem Muster abgeschwächt ist, um sich berührende Blenden oder Unterabschnitte zu formen, welche sich entlang einem unsichtbaren Saum trennen, wenn der Airbag mit Gas befüllt wird, um Druck auf die Innenseite auszuüben, und welche sich von der angrenzenden Struktur der Innenverkleidung wegklappen, um eine Öffnung zu formen. Eine durchgängige Schaumkunststoffschicht bedeckt den Saum. Eine Haut überlagert die Schaumkunststoffschicht. Die Haut, welche in einem passenden Muster über dem Saum abgeschwächt ist, wird teilweise entlang der inneren Oberfläche geschnit ten, bis in eine kontrollierte Tiefe. US-A-5,082,310 schlägt vor, das Schneiden mittels einer geeigneten Schneidklinge durchzuführen, die auf Führungselemente montiert ist, wie Rollen, welche dazu geeignet sind, auf der Oberfläche der Haut zu verbleiben, während die Klinge auf der Haut verfährt. Der Abstand unterhalb der Oberfläche der Haut, um den die Klinge hervorsteht, entspricht der Tiefe des Schnitts und sollte entsprechend eingestellt werden. Es wird dort das Problem erkannt, daß substantielles Zusammendrücken des Materials der Haut unterhalb der Klinge vermieden werden sollte, um eine gleich bleibende Tiefe des Schnitts zu erzielen. Zur Erfüllung dieser Anforderung wird dort vorgeschlagen, daß die Haut auf einem Bett plaziert wird, das aus einem leichter zusammendrückbarem Material besteht als die Haut, z. B. könnte eine Schicht aus Neoprengummi unterhalb einer Haut aus Vinyl plaziert werden. Dies erlaubt ein leichtes Durchbiegen der Vinylhaut weg von der Klinge, um exzessives Zusammendrücken zu verringern, was zu unregelmäßigen und widersprüchlichen Ergebnissen führen würde.
Aus JP 04-151345 A ist es bekannt, zum Erzeugen einer Reißlinie, die vom Fahrgastraum her nicht sichtbar ist, die Rückseite einer Trägerschicht mit einem heißen Messer zu schneiden. Hierbei wird das heiße Messer in die Rückseite der Trägerschicht gepresst, wobei sich eine V-Rille entsprechend der Form des Messers ausbildet. Beim Pressvorgang wird Kunststoffmaterial an der V-Rille seitlich nach oben herausgedrückt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Erzeugung einer Abdeckung für einen Airbag und eine nach dem Verfahren hergestellte Abdeckung zur Verfügung zu stellen.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung einer Airbag-Abdeckung, die eine Trägerschicht aus relativ hartem Polymermaterial und eine darüberliegende Schicht aus relativ weichem Polymermaterial hat, zur Verfügung gestellt, wobei das Verfahren die Schritte des Herstellens der Abdeckung und des nachfolgenden Schneidens einer Reißlinie in die Abdeckung von der Trägerschicht der Abdeckung aus umfasst, wobei die Reißlinie die Trägerschicht vollständig durchdringt und in die äußere Schicht eindringt und das Schneiden durch Verwenden eines heißen Messers durchgeführt wird, d. h. einer Schneidtechnik die keinen Druck auf die Abdeckung ausübt.
Vorzugsweise besteht die darüberliegende Schicht aus einer weicheren Schaumschicht und einer Außenhaut und wird die Reißlinie in die Schaumschicht der darüberliegenden Schicht geschnitten.
Günstigerweise erstreckt sich der Schnitt in die äußere Schicht in einer Tiefe von ungefähr 1 mm.
In einer Ausführungsart wird die Trägerschicht mit einem Gebiet verringerter Dicke in dem Bereich ausgestaltet, in dem die Reißlinie zu schneiden ist.
Vorzugsweise wird die Abdeckung anfänglich hergestellt, indem zuerst die Trägerschicht geformt und dann nachfolgend die darüberliegende Schicht an die Trägerschicht geformt wird, bevor schließlich die Reißlinie geschnitten wird.
Die Trägerschicht wird alternativ aus einem thermoplastischen Material oder einem Schaum hoher Dichte gebildet.
Günstigerweise ist die darüberliegende, relativ weiche Polymerschicht mit einer Außenhaut versehen und erstreckt sich der Schnitt teilweise in die darüberliegende Schicht.
Vorzugsweise umfaßt die darüberliegende, relativ weiche Polymerschicht eine Schicht aus einem Polymerschaum geringer Dichte, der Polyurethanschaum sein kann.
Vorzugsweise ist die darüberliegende Schicht wenigstens doppelt so dick wie die Trägerschicht.
Die Erfindung betrifft auch eine Abdeckung für einen Airbag, wenn sie nach einem wie oben beschriebenen Verfahren hergestellt ist.
Um die Erfindung leichter verständlich zu machen und damit weitere Merkmale derselben gewürdigt werden können, wird die Erfindung nunmehr anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
1 eine Ansicht einer Airbag-Abdeckung von unten gemäß der Erfindung zeigt, die angepaßt ist, um in einem Lenkrad angebracht zu werden, wobei der obere Teil der Figur eine Ausführungsart und der untere Teil der Figur eine alternative Ausführungsart darstellt,
2 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie II-II in 1 zeigt, und
3 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie III-III in 1 zeigt.
Bezugnehmend auf die Zeichnungen stellt 1 tatsächlich zwei alternative Ausführungen, die sehr ähnlich sind, einer Airbag-Abdeckung dar. Die Figur ist durch eine symbolische, sich horizontal erstreckende Linie 1 in zwei Teile geteilt. Der obere Teil der Figur stellt eine Ausführungsart dar, in der ein Schnitt oder eine Reißlinie in einem Laminatmaterial, das eine Abdeckung für einen Airbag bildet, geschaffen ist, ohne daß ein Bereich dünnen Materials damit verbunden ist, wohingegen der untere Teil der Figur eine Ausführungsart darstellt, bei der ein verlängerter Bereich dünnen Materials (Trägerschicht verringerter Dicke) in dem Bereich der Reißlinie vorgesehen ist.
Jedoch sind die übrigen Merkmale der zwei alternativen Ausführungsarten im wesentlichen identisch, wie leicht anhand der Figuren zu erkennen ist.
Unter Bezugnahme auf die Abbildungen wird eine Airbag-Abdeckung 2 aus einem Laminat gebildet, das ein im folgenden als Trägerschicht bezeichnetes inneres Formteil 3, das aus thermoplastischem oder dichtem Schaum gebildet sein kann, und eine im folgenden als darüberliegende Schicht 4 bezeichnete äußere Schicht 4, die aus einem Schaum geringer Dichte gebildet ist, vorzugsweise Polyurethanschaum, umfaßt. Die darüberliegende Schicht 4 kann mit einer äußeren Außenhaut 5 versehen sein, die mit der geschäumten Schicht als Ganzes gebildet sein kann. Die darüberliegende Schicht 4 hat eine Dicke, die wenigstens gleich und vorzugsweise größer als das Doppelte der Dicke der Trägerschicht ist.
Die in 1 dargestellte Abdeckung ist mit einem Mittenbereich 6 versehen, der im wesentlichen von einer Reißlinie 7 umgeben ist. Der Bereich 6 bildet den oberen Teil eines Bereiches der Abdeckung, der eine herabhängende Wand 8 hat (die Wand 8 ist in den 2 und 3 als sich aufwärts erstreckend gezeigt, da in den Figuren die Abdeckung umgedreht ist, mit der Außenhaut 5 der Abdeckung am unteren Rand der Figur; der untere Teil der Abdeckung ist der in 1 sichtbare Teil der Abdeckung).
Die Abdeckung von 1 ist mit zwei Bereichen 9, die an entgegengesetzten Seiten des Mittenbereichs 6 nach außen über die Wand 8 ausladen, und einem weiteren Bereich 10 versehen, der über die Wand 8 an der Kante hinausgeht, die Kante bildet die untere Kante des Mittenbereichs 6. Diese Bereiche 9 und 10 sind vorgesehen, damit die Abdeckung in einer damit zusammenwirkenden Lenkradnabe aufgenommen werden kann, wobei die Bereiche 9 und 10 zu den Speichen des Lenkrads ausgerichtet sind. Diese Merkmale sind somit Gestaltungsmerkmale, die sich nur auf die dargestellte, besondere Ausführungsart beziehen.
Es ist jedoch zu beachten, daß in jedem der Überhänge 9, welche in 2 und 3 gesehen werden können, ein Teil 11, 12 des starren Materials oder des Schaummaterials hoher Dichte, welche die Trägerschicht 3 bilden, vorgesehen ist, um den Bereich 9 zu stützen, und ein Kanal oder eine Ausnehmung 13 in der Außenhaut 5 der Schicht 4 aus Schaum geringer Dichte zu Gestaltungszwecken ausgestaltet ist. Es ist auch zu beachten, daß die Seitenwand 8 mit einer Durchgangsöffnung 14 versehen ist, die so angepaßt ist, daß sie mit Mitteln zusammenarbeitet, um einen Airbag und einen pyrotechnischen Treibsatz für einen Airbag in dem Raum 15 zu befestigen, der durch den Mittenbereich 6 der Abdeckung und die Seitenwand 8 begrenzt wird.
Im folgenden soll die Reißlinie 7 in dem Bereich der Abdeckung, der nicht mit einem dünnen Materialbereich (Bereich verringerter Dicke) versehen ist, wie im oberen Teil der 1 und genauer in 2 gezeigt, betrachtet werden.
Im folgenden wird die Reißlinie 7 in dem Teil der Abdeckung betrachtet werden, der, wie dargestellt, nicht mit einem Bereich aus dünnem Material versehen ist. Wie sich aus dem oberen Teil der 1 und aus 2 ergibt, ist die Reißlinie 7 in diesem Teil der Abdeckung an die Basis der sich erhebenden Seitenwand 8 und somit von der Unterseite der Abdeckung in Richtung der Oberseite der Abdeckung ausgebildet. Die Reißlinie ist durch einen Schnitt, der eine Breite von ungefähr 0,3 mm aufweist, gebildet. Der Schnitt erstreckt sich durch die Trägerschicht 3, die aus thermoplastischem Material oder Schaum hoher Dichte gebildet ist und deren Schicht eine Dicke von ungefähr 2 mm aufweist, und in die Schicht aus Schaum geringer Dichte hinein, die typischerweise eine Dicke von 5 mm hat. Der Schnitt erstreckt sich in den Schaum geringer Dichte in einer Tiefe D, die typischerweise ungefähr 1 mm beträgt. Da sich der Schnitt in den Schaum geringer Dichte hineinerstreckt, ist sichergestellt, daß der Schnitt vollständig durch die Trägerschicht 3 geht. Somit besteht keine Möglichkeit, daß Teile der Trägerschicht 3 auf gegenüberliegenden Seiten der Reißlinie 7 weiterhin zusammengehalten werden.
Der Schnitt, der die Reißlinie 7 bildet, ergibt sich unter Verwendung einer Schneidetechnik, die keinen Druck auf die Abdeckung ausübt, beispielsweise unter Verwendung eines heißen Messers. Solch ein heißes Messer kann ein Element umfassen, das auf eine solche Temperatur erhitzt ist, daß das Material schmilzt, wenn das erhitzte Element mit dem thermoplastischen Material oder Schaum hoher Dichte, der die Trägerschicht bildet, und nachfolgend mit dem Material, das die Schicht 4 aus Schaum geringer Dichte bildet, in Kontakt gebracht wird. Ein heißes Messer dieser Art ist vorzugsweise aus einem Element gebildet, das elektrisch auf die gewünschte Temperatur erhitzt wird.
Das geschmolzene Material kann unter Verwendung eines geeigneten Vakuumgerätes entfernt werden.
Im folgenden wird Bezug genommen auf den in 1 gezeigten Teil, der mit einem Gebiet aus dünnem Material versehen ist, wie in 3 gezeigt.
Bei dieser Ausführungsform ist die Abdeckung mit einem Bereich verringerter Dicke der Trägerschicht 3 versehen, welche aus starrem thermoplastischem Material oder Schaum hoher Dichte gebildet ist. Dieser Bereich ist als verlängerter Bereich 16 dargestellt. Es ist erkennbar, daß der Bereich 16 mit der Position der Reißlinie 7 zusammenfällt und somit an der Basis der Wand 8 anliegend verläuft. Der Bereich 16 der verringerten Dicke hat eine Breite X, wie in 3 gezeigt, die typischerweise 3 mm beträgt. Die Dicke der aus thermoplastischem Material oder Schaum hoher Dichte geformten Trägerschicht 3 beträgt näherungsweise 2 mm und in dem Bereich reduzierte Dicke ist die Dicke auf ungefähr 0,5 mm verringert. Der Schnitt, der die Reißlinie 7 bildet, ist in dem Bereich reduzierter Dicke durchgeführt und erstreckt sich durch die starre Trägerschicht 3 aus thermoplastischem Schaum oder Schaum hoher Dichte und in die Schicht 4 aus Schaum geringer Dichte in einer Tiefe D, die näherungsweise 1 mm beträgt. Beim Schneiden durch den Bereich 16 reduzierter Dicke wird weniger Energie verbraucht als beim Schneiden durch die unverringerte Dicke der Trägerschicht 3 (wie in 2 gezeigt).
Es ist zu beachten, daß bei der beschriebenen Abdeckung die Trägerschicht 3 vorzugsweise aus einem thermoplastischen Material gebildet ist, das verhältnismäßig kostengünstig ist, und die darüberliegende Schicht 4 aus einem geschäumten Material ist, wie z. B. Polyurethanschaum, das vorzugsweise eine Dicke hat, die doppelt so dick ist wie die Dicke der Trägerschicht 3 aus thermoplastischem Material. Die Abdeckung liefert somit ein weiches Äußeres und ist verhältnismäßig kostengünstig. Die Abdeckung kann hergestellt werden, indem zuerst die Schicht aus thermoplastischem Material oder Schaum hoher Dichte geformt wird und nachfolgend die geschäumte Schicht 4 an die Trägerschicht 3 angeformt wird und schließlich die Reiß- oder Trennlinie 7 mit der oben beschriebenen Technik geschnitten wird.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf eine Abdeckung, die speziell angepaßt ist, um mit einem Lenkrad angeordnet zu werden, beschrieben worden ist, kann die Erfindung genau so gut auf eine Abdeckung, die in einem Teil eines Armaturenbretts integriert ist, angewendet werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Airbag-Abdeckung (2), die eine innere Trägerschicht (3) aus hartem Polymermaterial und eine darüberliegende Schicht (4) aus weichem Polymermaterial sowie eine Außenhaut (5) hat, mit den Schritten: – Herstellen der Abdeckung (2) und anschließend – Schneiden einer Reißlinie (7) in die Abdeckung (2) beginnend von der Trägerschicht (3), wobei die Reißlinie (7) mittels eines heißen Messers ohne Ausübung von Druck auf die Abdeckung (2) geschnitten wird, und die Reißlinie (7) die Trägerschicht (3) vollständig durchdringt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht (3) aus einem thermoplastischen Material gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht (3) aus einem Kunststoffschaum hoher Dichte gebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die darüberliegende Schicht aus einem Polymerschaum geringer Dichte gebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die darüberliegende Schicht (4) aus Polyurethanschaum gebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnitt sich teilweise in die darüberliegende Schicht (4) erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnitt in die darüberliegende Schicht (4) ungefähr 1 mm eindringt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die darüberliegende Schicht (4) mindestens doppelt so dick wie die Trägerschicht (3) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung der Abdeckung (2) zuerst die Trägerschicht (3) geformt und dann nachfolgend die darüberliegende Schicht (4) an die Trägerschicht (3) geformt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht (3) im Bereich der Reißlinie (7) eine verringerte Dicke aufweist.