DE69604602T2

DE69604602T2 - Airbagmodul-Deckel mit angebrachtem Hupenschalter und Herstellungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE69604602T2
Application number: DE69604602T
Authority: DE
Inventors: Wael S. Elgadah; Tae Y. Kwak; F. Paul Leonelli; Ronald A. Prescaro
Original assignee: Autoliv ASP Inc
Current assignee: Autoliv ASP Inc
Priority date: 1995-02-06
Filing date: 1996-01-24
Publication date: 2000-02-24
Anticipated expiration: 2016-01-25
Also published as: EP0724985B1; EP0724985A2; JP2898915B2; DE69604602D1; EP0724985A3; US5523532A; JPH08230602A

Description

Airbagmodul-Deckel mit angebrachtem Hupenschalter und Herstellungsverfahren dafür

Diese Erfindung betrifft die Befestigung eines Hupenschalters, vorzugsweise eines Membranhupenschalters, an der Rückseite eines Airbagmodul-Deckels, und insbesondere eine solche Befestigung, bei der ein Erhitxungsverfahren von Pflocküberbrückungen verwendet wird, und eine Struktur zum Verankern des Schalters an der Rückseite des Airbagdeckels.
Airbags für die Fahrerseite werden üblicherweise gemeinsam mit Hupentonschalter- Anordnungen an Lenkrädern befestigt. Dünne membranartige Hupenschalter bieten bei solchen Airbagmodul-Anordnungen einen Vorteil, da ein solcher Schalter leicht direkt auf dem Moduldeckel befestigt werden kann und die Betätigung des Schalters einfach durch Drücken auf den Moduldeckel ausgeführt wird, statt durch Drücken von Knöpfen oder Schaltern, die sich anstatt in der Mitte des Lenkrads sonstwo befinden. Der Membranschalter sorgt auch für eine angenehm große Betätigungsfläche.
Ein Problembereich bei der Befestigung von Membranschaltern direkt auf dem Airbagmodul-Deckel ist deren Zurückhaltung daran während der Airbagentfaltung. In der US-A- 5,369,232, die auf den Einreicher der vorliegenden Erfindung übertragen wurde, ist ein Membranschalter in einem erläuternden Beispiel an dem Airbagmodul-Deckel unter Verwendung eines Standardverfahrens der Hitzepflock-Zurückhaltung befestigt. Diese Praxis bezieht die Schaffung thermoplastischer Pflöcke an der hinteren Oberfläche des Moduldeckels ein, welche durch komplementäre Öffnungen entlang der äußeren Begrenzung einer Membranschalter-Anordnung eingefügt sind. Die distalen Enden der Pflöcke werden erhitzt, um eine pilzkopfartige Form an dem Ende jedes Pflocks zu bilden. Die meisten Versagen der Hupenschalter-Halterungen, die man mit diesem Standard-Hitzepflockverfahren festgestellt hat, werden entweder dadurch verursacht, daß der Schalter über die an dem distalen Ende der Pflöcke gebildete Pilzkopfform hinübergleitet oder dadurch, daß die Verlängerung des Pflocks und der Schalterversteifung während der Airbagentfaltung unter hoher Temperatur dazu führt, daß der Hupenschalter sich von dem Deckel abtrennt, da der Deckel nach Entfaltung eines Airbags rotiert oder sich verdreht, oder dadurch, daß die Pflöcke sich während der der Airbagentfaltung unter hoher Temperatur verlängern, wodurch die Pflöcke in Dehnungs- oder Scherbeanspruchung brechen.
Entsprechend ist es ein Ziel dieser Erfindung, ein neues und verbessertes Verfahren und eine Struktur zum Befestigen eines Hupenschalters, vorzugsweise eines Membranhupenschalters, an einem thermoplastischen Airbagmoduldeckel bereitzustellen, welches definitiv den Hupenschalter an dem Deckel verankert und wesentlich stärker ist als Standardverfahren des Hitzeverpflockens eines Hupenschalters an der Rückseite eines Airbagmoduldekkels.
In Ausführung einer erläuternden Ausführungsform dieser Erfindung umfaßt ein Verfahren und eine Struktur zur Befestigung eines Membranhupenschalters an der Rückseite eines thermoplastischen Airbagmodul-Deckels die Stufen, in denen man allgemein durch Formung mehrere voneinander beabstandete Paare von Pflöcken bereitstellt, die in einem vorbestimmten Muster auf der hinteren Oberfläche des Airbagmoduldeckels angeordnet sind, wobei sich die distalen Enden dieser Pflöcke von der hinteren Oberfläche des Airbagmoduldekkels aus nach außen erstrecken. In der Membranhupenschalter-Anordnung sind komplementär mehrere voneinander beabstandete Paare von Öffnungen vorgesehen, die in dem gleichen vorbestimmten Muster wie die mehreren voneinander beabstandeten Paare von Pflöcken angeordnet sind. Der Membranhupenschalter wird an der hinteren Oberfläche des Airbagmoduldeckels befestigt, indem man die voneinander beabstandeten Paare von Pflöcken in den voneinander beabstandeten Paaren von Öffnungen positioniert. Die distalen Enden der voneinander beabstandeten Pflöcke werden dann miteinander verbunden und bilden einheitliche Verbindungsüberbrückungen über dem Membranhupenschalter, wodurch der Membranhupenschalter an der hinteren Oberfläche des Airbagmoduldeckels gehalten wird. Die distalen Enden der Pflockpaare werden vorzugsweise erhitzt, um die einheitlichen Verbindungsüberbrückungen zu bilden, welche wirkungsmäßig den Membranhupenschalter an der hinteren Oberfläche des Moduldeckels verankern.
Die Erfindung wird, zusammen mit weiteren ihr eigenen Aspekten, Merkmalen, Zielen und Vorteilen noch besser anhand der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen verständlich.
Fig. 1 ist eine Draufsicht auf die hintere Oberfläche eines Airbagmoduldeckels mit voneinander beabstandeten Paaren von Pflöcken, die in angrenzenden parallelen Linien dieser Pflöcke gebildet sind,
Fig. 2 ist eine Ansicht von oben auf einen Membranhupenschalter, welcher darauf angepaßt ist, an der hinteren Oberfläche des in Fig. 1 gezeigten Airbagmoduldeckels angebracht zu werden,
Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die hintere Oberfläche des Airbagmoduldeckels von Fig. 1 mit dem daran befestigten Membranhupenschalter von Fig. 2,
Fig. 4 ist eine Draufsicht auf die hintere Oberfläche eines Airbagmoduldeckels mit voneinander beabstandeten Paaren von Pflöcken, die in einer einzelnen Längslinie gebildet sind,
Fig. 5 ist eine Ansicht von oben auf einen Membranhupenschalter, welcher darauf angepaßt ist, an der hinteren Oberfläche des in Fig. 4 gezeigten Airbagmoduldeckels angebracht zu werden,
Fig. 6 ist eine Draufsicht auf die hintere Oberfläche des Airbagmoduldeckels von Fig. 4 mit dem daran befestigten Membranhupenschalter von Fig. 5,
Fig. 7 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht des zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung in vereinfachter Form umkreisten Bereichs 7 des Airbagmoduldeckels/der Hupenschalteranordnung von Fig. 3,
Fig. 8 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht des umkreisten Bereichs 7 des Airbagmoduldeckels/der Hupenschalteranordnung von Fig. 3, die das in einer Überbrückung gebildete Pflöckepaar gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 9 ist eine Fig. 7 ähnliche vergrößerte perspektivische Ansicht, die eine andere mögliche Ausgestaltung oder Form der Pflöcke des umkreisten Bereichs 7 von Fig. 3 zeigt,
Fig. 10 ist eine Fig. 8 ähnliche vergrößerte perspektivische Ansicht, die das Pflöckepaar von Fig. 9 zeigt, wie es gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Überbrückung gebildet ist,
Fig. 11 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht des zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in vereinfachter Form umkreisten Bereichs 11 des Airbagmoduldeckels/der Hupenschalteranordnung von Fig. 6, und
Fig. 12 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die das gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Überbrückung gebildete Pflöckepaar von Fig. 11 zeigt.
Nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 1, schließt ein thermoplastischer Airbagmoduldeckel, allgemein mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet, mit einer hinteren Oberfläche oder Rückseite 12 mehrere voneinander beabstandete Paare thermoplastischer Pflöcke 14a und 14b bis 14w und 14x ein, welche an der Rückseite des Airbagmoduldeckels geformt sind. Bei dieser Ausführungsform umfaßt jedes Paar Pflöcke angrenzende parallele Pflöcke. Das heißt, die Pflöcke 14a und 14b umfassen ein erstes Paar, die Pflöcke 14c und 14d umfassen ein zweites und so weiter. Die mehreren voneinander beabstandeten Paare von Pflöcken 14a bis 14x sind in einem geeigneten vorbestimmten Muster angeordnet, das vorzugsweise aus längs gegenüberliegenden, allgemein parallelen oberen Doppellinien 16 und unteren Doppellinien 18 gebildet ist. Die spezielle Anzahl an Paaren und deren Zwischenraum und Ausrichtung werden nicht als entscheidend betrachtet.
Ein allgemein mit der Bezugsziffer 20 bezeichneter Membranhupenschalter, dessen Konstruktion herkömmlich ist und dessen Typ zum Beispiel in dem zuvor erwähnten U.S. Patent Nr. 5,369,232 beschrieben ist, schließt die Klemmverbindungsenden 22 und 24 mit daran angeschlossenen elektrischen Kabeln 26 beziehungsweise 28 ein. Elektrische Verbindungen werden zu dem Schalter 20 durch die Kabel 26 und 28 durch die elektrischen Anschlüsse 30 und 32 an den distalen Enden der Kabel 26 beziehungsweise 28 hergestellt. Der Membranhupenschalter 20, welcher an der Rückseite 12 des Airbagmoduldeckels 10 zu befestigen ist, hat mehrere voneinander beabstandete Paare von Öffnungen 34a bis 34x entlang der Umfangsseiten des Membranhupenschalters 20 in längs gegenüberliegenden, allgemein parallelen oberen Umfangslinien 36 und einer unteren Umfangslinie 38, so daß die voneinander beabstandeten Paare von Öffnungen 34a bis 34x präzise zusammenpassen und komplementär zu der vorbestimmten Anordnung der voneinander beabstandeten Paare von Pflöcken 14a bis 14x an der Rückseite 12 des Airbagmoduldeckels 10 sind. Entsprechend stimmt die vorbestimmte Gestaltung der voneinander beabstandeten Paare von Pflöcken 14a bis 14x an der hinteren Oberfläche 12 des Airbagmoduldeckels 10 mit der vorbestimmten Anordnung voneinander beabstandeter Öffnungen 34a - 34x an dem Umfang des Membranhupenschalters 20 überein und sind komplementär dazu. Auf diese Weise werden die Pflöcke 14a bis 14x, wenn der Membranschalter 20 an der Rückseite 12 des Airbagmoduldeckels 10 plaziert ist, durch die Öffnungen 34a bis 34x hindurchragen. Die voneinander beabstandeten Paare von Öffnungen oder Löchern 34a - 34x sind im wesentlichen entlang gegenüberliegenden Umfangsseiten des Hupenschalters angeordnet, um nicht den Betrieb des Schalters zu stören. Fig. 3 erläutert die Plazierung des Membranhupenschalters 20 an der Rückseite des Airbagmoduldeckels 10.
Die Fig. 4, 5 und 6 sind Ansichten ähnlich den Fig. 1, 2 beziehungsweise 3, die eine alternative Anordnung voneinander beabstandeter Paare von Pflöcken 15a bis 151 an der hinteren Oberfläche 12 des Airbagmoduldeckels 10 und voneinander beabstandete Paare von Öffnungen oder Löchern 35a bis 351 an dem Membranschalter 20 zeigen. Bei dieser Anordnung umfaßt jedes Paar von Pflöcken länglich angrenzende Pflöcke. Ähnlich umfaßt jedes Paar voneinander beabstandeter Öffnungen oder Löcher länglich angrenzende Löcher oder Öffnungen. Das heißt, die Pflöcke 15a und 15b umfassen ein erstes Pflöckepaar, die Pflöcke 15c und 15d umfassen ein zweites Pflöckepaar und so weiter. Ähnlich umfassen die Öffnungen 35a und 35b ein erstes Paar von Öffnungen und so weiter. Die mehreren voneinander beabstandeten länglich angrenzenden Pflöcke 15a bis 151 und voneinander beabstandeten längs angrenzenden Löcher oder Öffnungen 35a bis 351 sind in einem geeigneten vorbestimmten Muster angeordnet, mit einzelnen länglichen oberen Linien 56 und 66 von voneinander beabstandeten Paaren und einzelnen länglichen unteren Linien 58 und 68 von voneinander beabstandeten Paaren an gegenüberliegenden Umfangskanten an der Deckelrückseite 12 beziehungsweise dem Membranschalter 20.
Die Fig. 7 und 8 erläutern das Befestigungsverfahren der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines einzelnen Paares von Pflöcken, wie etwa der in Fig. 7 dargestellten Pflöcke 14a und 14b mit distalen Enden 41 und 43 daran. Die Pflöcke 14a und 14b beherbergen die voneinander beabstandeten Paare von Löchern 34a und 34b des Membranschalters 20, welche Öffnungen zur Aufnahme der Pflöcke 14a beziehungsweise 14b enthalten. Die distalen Enden des Pflöckepaars 14a und 14b sind, wie in Fig. 8 gezeigt, zu einer Überbrückung 50 ausgebildet, welche den Bereich 48 des Membranschalters 20 zwischen den Öffnungen 34a und 34b unter der Überbrückung 50 zum Halten des Membranschalters an der Rückseite des Airbagmoduldeckels 10 verankert. Die Überbrückung 50 wird unter Verwendung von Ultraschall oder jeder anderen geeigneten Art von erzeugter Hitze geformt. Es ist zu bemerken, daß die Überbrückungsgestaltung in Fig. 8 idealisert ist und die Überbrückungsgestaltung tatsächlich in einer geringfügig unterschiedlichen Gestalt geformt ist, jedoch bleibt das vereinheitlichte Überbrückungskonzept das gleiche, das heißt, die distalen Enden der Pflöckepaare sind verbunden, um einen Bereich 48 des Membranschalters 20 zwischen den komplementären Öffnungen einzuschließen. Es ist zu bemerken, daß alle Paare von Pflöcken auf eine Art, die der in der Fig. 8 gezeigten ähneln, erhitzt und überbrückt werden. Die in den Fig. 7 und 8 gezeigte Ausgestaltung bildet Überbrückungen an der Rückseite 12 des Airbagmoduldeckels 10 in den Linien 16 und 18, die parallel zueinander sind.
Die Fig. 9 und 10 sind den Fig. 7 und 8 ähnlich und erläutern das gleiche Überbrückungskonzept, wobei jedoch die Pflöcke eine zu den Pflöcken von Fig. 7 und 8 unterschiedliche Größe haben sonst aber identisch sind.
Die Fig. 11 und 12 ähneln den Fig. 7 und 8 mit einer unterschiedlichen Ausgestaltung des vorbestimmten Musters an Pflöckepaaren. In Fig. 11 sind die Pflöcke 15a, 15b, 15c und 15d mit distalen Enden 51, 52, 53 und 54 jeweils miteinander verbunden, um wie in Fig. 12 gezeigte Überbrückungen 60 zu bilden, wobei diese Überbrückungen die Bereiche 55 des Membranhupenschalters 20 unter den Überbrückungen blockieren. Wenn die gesamte Reihe von Überbrückungen in den Linien 56 und 58 an der Rückseite 12 des Airbagmoduldeckels 10 gebildet ist, werden die Überbrückungen in Reihe anstatt parallel gebildet sein, wie es in den Fig. 7 und 8 dargestellt wurde. Ob die so gebildeten Überbrückungen in Reihen oder parallel gebildet sind, es tritt das gleiche Ergebnis ein, nämlich das Blockieren des Membranschalters 20 unter mehreren vereinheitlichten Überbrückungen durch die einzigartige Erhitzungsverfahren von Pflocküberbrückungen gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Reihen-Überbrückungsanordnung hat einen Vorteil der Verwendung einer einzelnen Reihe von Pflöcken entlang dem Umfang des Schalters 20, während die parallele Anordnung von Überbrückungen mehr Stärke bereitstellt.
Die Anordnung der Pflock-Überbrückungen unter Hitze gemäß der vorliegenden Erfindung behandelt das Problem der Schwierigkeit der Zurückhaltung des Hupenschalters an der Rückseite des Deckels, wenn das Airbagmodul sich entfaltet. Bei der vorliegenden Erfindung stellt die Brückenstruktur eine positive Verankerung bereit und würde das Auftreten eines vollständigen Materialversagens erfordern, damit sich der Schalter 20 von der Rückseite 12 des Deckels 10 entfernte.
Das Zurückhalten des Hupenschalters an dem Deckel hängt wenigstens teilweise von dem Verfahren des thermischen Verbindens als auch von dem Typ des thermoplastischen elastomeren Materials ab, das für den Deckel, die Pflöcke und das Abdeckmaterial für das Halten der rückseitigen Membran oder Platte des Hupenschalters verwendet wird. Das Brückenverbindungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hat sich aber für jede Art von Material als bei weitem überlegen gegenüber der bislang vorgenommenen Einzelpilzformbildung unter Hitzevernietung herausgestellt. Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte parallele Doppelpflock-Überbrückungsausgestaltung mit einem 1 mm dicken Rückenmaterial für einen Druckknopf-Hupenschalter wurde als untrennbar an einer Instron-Maschine bei einer abgelesenen Abziehbelastung von über 60 lbs. getestet, während eine pilzkopfartige Pflockkonfiguration irgendeines Materialtyps bei dem gleichen Test unter einer Abziehbelastung von unter 30 lbs. für einen SANTOPRENE Polypropylen-Elastomer-Deckel und solche Pflöcke brach.

Claims

1. Airbagmoduldeckelanordnung mit

einem thermoplastischen Airbagmoduldeckel (10) mit mehreren voneinander beabstandeten Paaren von Pflöcken (14), die aus einem Stück mit der hinteren Oberfläche (12) des Deckels bestehen und sich von dieser aus nach außen erstreckende distale Enden (41, 43) haben, wobei diese Pflöcke in vorbestimmten Mustern angeordnet sind,

einem Hupenschalter (20), der fest an der hinteren Oberfläche (12) des Airbagdeckels befestigt ist und mehrere voneinander beabstandete Paare von Öffnungen (34) durch sie hindurch habt, die in dem gleichen vorbestimmten Muster wie die Paare von Pflöcken angeordnet sind, so daß der Hupenschalter auf der hinteren Oberfläche des Deckels positioniert ist, wobei sich die voneinander beabstandeten Paare von Pflöcken durch die voneinander beabstandeten Paare von Öffnungen erstrecken, und

einer Überbrückungseinrichtung (50), die einstückig mit den distalen Enden der voneinander beabstandeten Paare von Pflöcken ist und diese miteinander verbindet, um den Hupenschalter auf der hinteren Oberfläche des Deckels zu halten.

2. Airbagmoduldeckelanordnung nach Anspruch 1, bei der der Hupenschalter (20) ein Membranschalter ist.

3. Airbagmoduldeckelanordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die beabstandeten Paare von Pflöcken entlang wenigstens zwei im wesentlichen parallelen peripheren Bereichen (16, 18) des Deckels (10) angeordnet sind.

4. Airbagmoduldeckelanordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Überbrückungseinrichtungen (50) parallel zueinander sind.

5. Airbagmoduldeckelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die voneinander beabstandeten Paare von Pflöcken (15) in Längsrichtung benachbarte Pflöcke umfassen.

6. Airbagmoduldeckelanordnung nach Anspruch 1, bei der die Überbrückungseinrichtun gen (60) in Reihe miteinander vorliegen.

7. Airbagmoduldeckelanordnung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, bei der die Überbrückungseinrichtungen (50, 60) verbundene distale Enden (41, 43, 51, 52, 53, 54) jedes der beabstandeten Paare von Pflöcken (14a, 14b, 15a, 15b, 15c, 15d) umfassen.

8. Verfahren zur Befestigung und Halterung eines Hupenschalters (20) auf der hinteren Oberfläche eines thermoplastischen Airbagmoduldeckels (10) mit den Stufen, in denen man

mehrere voneinander beabstandete Paare von Pflöcken (14) formt, die in einem vorbestimmten Muster auf der hinteren Oberfläche (12) des Aibagmoduldeckels angeordnet sind, wobei sich die distalen Enden (41, 43) dieser Pflöcke von der hinteren Oberfläche (12) des Airbagmoduldeckels aus nach außen erstrecken,

an dem Hupenschalter mehrere voneinander beabstandete Paare von Öffnungen (34) vorsieht, die in dem gleichen vorbestimmten Muster wie die mehreren voneinander beabstandeten Paare von Pflöcken angeordnet sind,

den Hupenschalter an der hinteren Oberfläche des Airbagmoduldeckels befestigt, indem man die voneinander beabstandeten Paare von Öffnungen an komplementären beabstandeten Paaren der Pflöcke positioniert und

die distalen Enden der voneinander beabstandeten Paare von Pflöcken verbindet, die mehrere Überbrückungen (50) über Bereichen des Hupenschalters zwischen den beabstandeten Paaren von Öffnungen bilden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Hupenschalter (20) ein Membranhupenschalter ist.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die Stufe einer Verbindung der distalen Enden (41, 43) der voneinander beabstandeten Paare von Pflöcken (14) darin besteht, daß man die distalen Enden unter Bildung einstückiger Verbindungsüberbrückungen (50) erhitzt.