DE69903797T2

DE69903797T2 - Nahtlose airbag-abdeckung für ein armaturenbrett

Info

Publication number: DE69903797T2
Application number: DE69903797T
Authority: DE
Inventors: J. Davis; H. Faarup; Jack Palazzolo
Original assignee: Lear Automotive Dearborn Inc
Current assignee: International Automotive Components Group North America Inc
Priority date: 1998-03-09
Filing date: 1999-03-01
Publication date: 2003-07-17
Anticipated expiration: 2019-03-02
Also published as: WO1999046152A1; DE69903797D1; US6089642A; EP1062127A1; EP1062127B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Integration von Airbag-Systemen in eine Fahrzeug-Verkleidungspllatte, wobei die Platte mit einer nahtlosen Abdeckung über dem Airbag versehen ist.
Die Integration von Airbags in Fahrzeuge hat zu hohen Design-Herausforderungen für Kraftfahrzeugkonstrukteure geführt. Eine Herausforderung besteht in der Integration des Airbags in das Armaturenbrett vor dem Fahrzeuginsassensitz. Eine besondere Herausforderung besteht in der Schaffung einer Airbag- Abdeckung, die zuverlässig und sicher aufreißt, so daß der Insasse geschützt ist.
Es ist wichtig, daß eine Reißnaht in der Armaturenbrettabdeckung vorgesehen ist, um sicherzustellen, daß sich der Airbag korrekt entfalten kann. Außerdem ist es nach dem Entfalten auch wichtig, daß die aufgerissenen Bereiche der Airbag- Abdeckung auch so viel Schutz wie möglich für den Insassen bieten.
Eine weitere Ausbildungs-Herausforderung besteht darin, daß der Kraftfahrzeugkonstrukteur gern eine kontinuierliche Oberfläche an dem Armaturenbrett haben möchte, wann immer dies möglich ist. Daher ziehen es Fahrzeugkonstrukteure vor, keine separate Airbag-Abdeckung an dem Armaturenbrett zu haben.
Dieser Wunsch hat zu einem weiteren System des Standes der Technik geführt, bei dem Reißnähte in das Fahrzeug-Armaturenbrett eingeformt wurden. Die Reißnähte reißen beim Entfalten des Airbags auf, so daß sich der Airbag entfalten kann. Es sind verschiedenen Konfigurationen von Reißnähten bekannt, wie H- förmige oder laschenartige.
In jüngerer Zeit gab es Bestrebungen, eine "nahtlose" Ausbildung zu erzielen, bei der an der Außenseite des Armaturenbretts kein Anzeichen vorhanden ist, daß sich der Airbag hinter dem Armaturenbrett befindet. Daher sind jegliche Nähte oder Reißstreifen, die an dem Armaturenbrett vorgesehen sind, nur an der unteren Oberfläche vorhanden, jedoch nicht an der Sichtfläche. Die Schaffung einer geeigneten Konstruktion zum Entfalten des Airbags unter Durchreißen des Armaturenbretts bei solchen Systemen war jedoch bisher nicht voll zufriedenstellend.
Das deutsche Patent DE 43 06 149 A1 von Opel offenbart eine Abdeckung für die Öffnung einer Kammer, die einen Airbag in dem Bereich des Armaturenbretts eines Kraftfahrzeugs aufnimmt, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Abdeckung weist ein Rahmenteil und eine Kappe auf. Das Rahmenteil ist mit dem Armaturenbrett trennbar verbunden, jedoch auf eine Weise, daß diese fest miteinander in Berührung stehen. Die Kappe ist mittels Metallbändern gelenkig mit dem Rahmenteil verbunden, und im Übrigen ist die Kappe mit dem Rahmenteil über Sollbruchstellen verbunden. Bei Aktivierung des Airbags wird die Kappe aus dem Rahmenteil herausgedrückt.
Die europäische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. EP 0639481A1 von Bauer offenbart eine Vorbehandlung für eine Zierabdeckungsschicht aus Leder, die sich über eine Airbag-Entfaltungsöffnung in einem Kraftfahrzeug-Verkleidungsteil erstreckt. Die Vorbehandlung führt zu einer effektiven vorherigen Schwächung des Leders, so daß dieses durch das erzwungene Öffnen einer darunter liegenden gelenkigen Türklappe in einfacher Weise durchtrennt wird. Die Vorbehandlung verwendet ein Härtungsmittel, das auf die Innenseite der Lederabdeckschicht entlang eines Streifenbereichs aufgebracht wird, der sich in einem Muster entsprechend den gelenklosen Seiten der Türklappe erstreckt.

Kurzbeschreibung der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug-Armaturenbrett angegeben, wie es in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
Bei einem offenbarten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein flexibles Gelenkelement hinter der Armaturenbrettabdeckung um den Bereich herum angeordnet, in dem sich der Airbag entfalten soll. Eine untere Oberfläche der Armaturenbrettabdeckung ist mit einer Reißnaht versehen. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Reißnaht H-förmig.
Das flexible Gelenk ist relativ flexibel und ist vorzugsweise durch Ultraschall- oder Vibrations-Schweißverfahren mit der Armaturenbrettabdeckung verbunden. Diese Schweißverfahren schaffen eine sehr zuverlässige Verbindung, die sicherstellt, daß sich das flexible Gelenk und die Abdeckung während des Entfaltens des Airbags nicht voneinander trennen.
Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist das Armaturenbrett aus starrem Kunststoff gebildet. Der starre Kunststoff weist ein nahtloses äußeres Erscheinungsbild auf, und das darunter liegende flexible Gelenkelement ist relativ flexibel. Bei bevorzugten Merkmalen dieses Gesichtspunkts der Erfindung gleitet das flexible Gelenkelement in die Konstruktion an dem Armaturenbrett hinein, um das flexible Gelenk an dem Armaturenbrett zu sichern. Vorzugsweise weist das flexible Gelenkelement Oberflächen auf, die in etwa unter einer Reißnaht an der Armaturenbrettabdeckung über zumindest drei Seiten liegen.
Bei einem Ausführungsbeispiel sind zwei flexible Gelenkelemente vorhanden, die jeweils drei Seiten einer Naht abdecken, so daß die beiden flexiblen Gelenkelemente in Kombination eine H-Form bilden. Bei einem H-förmigen Ausführungsbeispiel sind die beiden flexiblen Gelenkelemente aus einem einzigen integralen Bereich gebildet, der mit einer Reißnaht ausgebildet ist.
Bei weiteren Merkmalen der vorliegenden Erfindung ist ein oberes flexibles Gelenkelement mit einer Konstruktion versehen, die die Reißnaht des Armaturenbretts nach dem Entfalten des Airbags überdeckt. Eine solche Konstruktion ist besonders wertvoll, wenn ein Armaturenbrett aus starrem Kunststoff verwendet wird. Diese Konstruktion schützt den Insassen während jeglicher "sekundären" Kollision nach dem Entfalten des Airbags.
Diese und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung sind am besten aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen zu verstehen, die im folgenden kurz beschrieben werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:
Fig. 1 eine Frontansicht eines ersten Typs eines Armaturenbretts;
Fig. 2 eine Rückansicht des Airbag-Abdeckungsbereichs des Ausführungsbeispiels der Fig. 1;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht der Konstruktion zum Entfalten des Airbags der Fig. 1;
Fig. 4 eine Darstellung eines Merkmals der Fig. 3 nach dem Entfalten des Airbags;
Fig. 5 eine Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels;
Fig. 6 eine Darstellung eines Merkmals des Ausführungsbeispiels der Fig. 5 nach dem Entfalten;
Fig. 7 eine Offenbarung einer weiteren Armaturenbrettanordnung;
Fig. 8 eine Rückansicht des Airbagabdeckungsbereichs der Fig. 7;
Fig. 9 eine Querschnittsansicht der in Fig. 7 dargestellten Konstruktion, die keine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

Ausführliche Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Fig. 1 zeigt ein Fahrzeug-Armaturenbrett 20, das eine vordere Oberfläche oder Sichtfläche 22 aufweist, die denn Fahrgastraum des Fahrzeugs zugewandt ist. Wie gezeigt, ist in dem Armaturenbrett typischerweise ein Handschuhfach 24 vorgesehen. Bei dem Armaturenbrett 20 handelt es sich um eines des Typs, das sich im allgemeinen senkrecht zu dem Boden des Fahrzeugs erstreckt. Solche Armaturenbretter werden bei Lastwagen häufig verwendet.
Ein Airbag-Abdeckbereich 26 ist im Umriß dargestellt. In der Oberfläche 22 der Airbag-Abdeckung der vorliegenden Erfindung ist keine Naht vorhanden. Der Airbag-Abdeckbereich 26 ist im Umriß dargestellt, um ein Verständnis hinsichtlich seiner Lage an dem Armaturenbrett zu schaffen. Für einen in dem Fahrgastraum sitzenden Insassen wäre der Airbag-Abdeckbereich 26 oder irgendeine damit verbundene Naht jedoch nicht sichtbar.
Fig. 2 zeigt eine Rückansicht des Armaturenbretts 20 zur Erläuterung einer unteren Oberfläche 28. Wie gezeigt, ist eine Reißnaht 29 H-förmig ausgebildet. Zwei Seitenbereiche 27 arbeiten mit einem zentralen Bereich 32 zusammen, um die H-Form zu bilden. Wie im Umriß dargestellt ist und im folgenden noch ausführlicher beschrieben wird, sind darunter liegende flexible Gelenkelemente 33 und 34 jeweils unter drei Seiten der H-förmigen Naht 29 vorgesehen. Die beiden flexiblen Gelenkelemente entfalten sich zusammen, um das Aufreißen sowie das Abstützen der Airbag-Abdeckungsposition des Armaturenbretts zu unterstützen.
Wie in Fig. 3 gezeigt, weist ein Airbag 35 Fußteile 36 auf, die auf komplementäre Bereiche 38 des Armaturenbretts 20 aufschiebbar sind. Obwohl die Zeichnung nur schematisch ist, versteht es sich, daß der Airbag 35 normalerweise eine Aufblaseinrichtung, einen Airbag usw. aufweisen würde, wie dies bekannt ist. Diese Airbag-Konstruktion ist in der Technik bekannt und bildet keinen Bestandteil der Erfindung.
Wie gezeigt, weisen die flexiblen Gelenkelemente 33, 34 Sicken 40 auf, die an Bereiche 38 des Armaturenbretts geschweißt sind. Fußbereiche 44 des flexiblen Gelenks tragen die Sicken, um die flexiblen Gelenkbereiche an dem Armaturenbrett zu befestigen. Seitliche Schenkelbereiche 42 des Armaturenbretts liegen unter seitlichen Schenkelbereichen 43 der beiden flexiblen Gelenkelemente 33 und 34.
Gelenkverbindungen 46 sind an jeder Ecke der flexiblen Gelenkelemente 33 und 34 gebildet. Die beiden flexiblen Gelenkelemente weisen eine im wesentlichen rechteckige Frontfläche und keine Abstützkonstruktion an den seitlich gelegenen Seitenbereichen auf. Die beiden flexiblen Gelenkbereiche können somit beim Entfalten des Airbags um ihre Gelenkverbindungen 46 verschwenken.
Das flexible Gelenk 33 weist an seiner vorderen Fläche eine angeformte Lasche 50 auf, die sich von der Abdeckung 22 weg sowie hinter das flexible Gelenk 34 erstreckt. Dieses Merkmal schafft zusätzlichen Schutz für die Bedienungsperson, wie dies nachfolgend noch erläutert wird. Wie ebenfalls gezeigt, ist eine Schweißverbindung 54 vorhanden, die die flexiblen Gelenkelemente 33 und 34 an der unteren Oberfläche 28 des Armaturenbretts 20 befestigt.
Die Reißnaht 32 ist relativ zu den beiden flexiblen Gelenkelementen dargestellt. Es ist anzumerken, daß in Fig. 2 und 3 eine gewisse Diskrepanz in der Positionierung des flexiblen Gelenkelements 34 vorhanden ist. Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung, um die allgemeine Positionierung der flexiblen Gelenkelemente verständlich zu machen. Fig. 3 zeigt die bevorzugte Positionierung der flexiblen Gelenkelemente.
Beim Montieren dieses Ausführungsbeispiels werden zu Beginn die flexiblen Gelenkelemente 33 und 34 in dem Armaturenbrett plaziert. Ein Schweißwerkzeug wird dann in den Hohlraum bewegt, der schließlich den Airbag aufnimmt. Die flexiblen Gelenkelemente werden dann bei dem Bezugszeichen 54 mit der Armaturenbrettabdeckung verschweißt. Danach kann der Airbag in der Anordnung plaziert werden.
Wie in Fig. 4 gezeigt, erstreckt sich die angeformte Lasche 50 über einen zerklüfteten Oberflächenrand-Reißbereich 56 des Armaturenbretts 20 hinaus. Bei manchen Kollisionen kann eine anfängliche Kollision stattfinden, bei der der Airbag entfaltet wird, und danach kann eine sekundäre bzw. zusätzliche Kollision stattfinden. Wenn bei der zusätzliche Kollision die zerklüftete Oberfläche 56 ungeschützt wäre, kommt der Insasse möglicherweise mit dem zerklüfteten Rand 56 in Berührung, was unerwünscht ist. Die Lasche 50 kann zusätzlichen Schutz für den Insassen und den Airbag beim Entfalten desselben schaffen.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Abdeckung 20 aus einem relativ starren Kunststoff gebildet. Die flexiblen Gelenkelemente 33 und 34 sind aus einem relativ flexiblen Kunststoff gebildet. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Armaturenbrett aus Polycarbonat-ABS gebildet oder durch Spritzgießen geformt, wobei ein geeigneter Kunststoff Pulse® 830' ist, und die flexiblen Gelenkelemente sind aus thermoplastischem Urethan gebildet, wobei ein geeigneter Kunststoff Pellethane® 2103-90A ist, wobei beide Kunststoffe von Dow Chemicals erhältlich sind.
Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform, bei der die beiden flexiblen Gelenkelemente als ein einziges Teil ausgebildet sind. Das flexible Gelenk kann wie bei dem vorausgehenden Ausführungsbeispiel an dem Armaturenbrett angebracht sein. Das flexible Gelenkelement 60 weist Füße 62 auf, die sich zu Gelenkverbindungen 64 erstrecken. Anstatt von zwei separaten Bereichen, weist jedoch jeder Bereich einen weiterlaufenden Laschenbereich 66 auf, der sich zu einer Reißnaht 68 sowie von der Fläche des Armaturenbretts weg erstreckt. Die Reißnaht 68 erstreckt sich entlang einer zentralen Linie zwischen den beiden flexiblen Gelenkelementen über die Länge der flexiblen Gelenkelemente.
Wie in Fig. 6 gezeigt, wickelt sich beim Entfalten des in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiels der obere Bereich um den zerklüfteten Oberflächenrand-Reißbereich 56, um während einer Sekundärkollision für zusätzlichen Schutz zu sorgen.
Eine weitere Armaturenbrettanordnung 70 ist in Fig. 7 dargestellt. Das Armaturenbrett 70 weist eine Sichtfläche 71 mit einem Handschuhfach 72 in einem Bereich auf, der sich im wesentlichen senkrecht zu dem Fahrzeugboden erstreckt; der obere Bereich des Armaturenbretts 70 ist jedoch paralleler zu dem Fahrzeugboden.
Der obere Bereich ist nicht parallel dazu, jedoch ist er weniger senkrecht als der untere Bereich. Dieser Typ von Armaturenbrett wird bei vielen Armaturenbrettern von Personenkraftwagen verwendet. Wie gezeigt, ist die Airbag-Abdeckung 74 wiederum in das Armaturenbrett 70 integriert, ohne daß eine Naht an der äußeren Oberfläche 71 sichtbar ist.
Wie in Fig. 8 gezeigt, ist der Reißstreifen 76 allgemein U-förmig. Ein flexibles Gelenkelement 78 weist drei Seiten auf, die unter drei Seiten des Reißstreifens 76 liegen.
Wie in Fig. 9 gezeigt, ist das flexible Gelenk 78 an der Abdeckung durch Schweißen 79 angebracht. Ein Schenkel 80, bei dem es sich um einer unteren Schenkel handelt, stützt bei diesem Ausführungsbeispiel nur eine Airbag-Konstruktion ab. Der gegenüberliegende Schenkel 82 besitzt wie bei den vorausgehenden Ausführungsformen eine Stützkonstruktion für das flexible Gelenk 78.
Ein Schenkel 84 des flexiblen Gelenks erstreckt sich nach vorn zu einem Gelenk 86 und sodann zu dem flexiblen Gelenkelement 78. Wie gezeigt, ist auch eine obere Gelenkverbindung 88 in die Abdeckung 71 eingeformt. Es ist bevorzugt, daß diese Oberfläche in die untere Oberfläche des Armaturenbretts eingeformt ist, um Reißstreifen oder eine Gelenkwirkung zu schaffen, oder in die Rückseite eingeformt anstatt eingeschnitten ist.
Wenn sich bei dieser offenbarten Anordnung der Airbag entfaltet, ist das flexible Gelenk wiederum zuverlässig an der Abdeckung befestigt. Die Ausführungsform 70 ist besonders nützlich, wenn das Armaturenbrett ein Armaturenbrett aus einem starren Kunststoff oder ein Armaturenbrett aus Vinyl mit geschäumten Rücken ist. Obwohl ein Schweißverfahren beschrieben worden ist, kann das Gelenkelement auch durch andere Verbindung oder mechanische Befestigung angebracht werden.

Claims

1. Fahrzeug-Armaturenbrett, das folgendes aufweist:

einen Armaturenbrettkörper mit einer Reißnaht (29), die in einer unteren Oberfläche (28) über einen Bereich ausgebildet ist, der einen Airbag aufnehmen soll, wobei der Armaturenbrettkörper keine entsprechende Naht an einer Sichtfläche (22) aufweist, die für einen Insassen des den Armaturenbrettkörper erhaltenden Fahrzeugs zu sehen ist; und

ein flexibles Gelenkelement (60), das hinter der unteren Oberfläche (28) positioniert ist, wobei das flexible Gelenk (60) der Reißnaht (29) zugeordnet ist und zwei Bereiche (64) aufweist,

dadurch gekennzeichnet,

daß mindestens einer der beiden Bereiche einen Laschenbereich (50, 66) aufweist, der angrenzend an die untere Oberfläche des Körpers positioniert ist und von der unteren Oberfläche (28) in Richtung auf den Airbag sowie von der Reißnaht (29) weg beabstandet ist, wobei der Laschenbereich (66) betriebsmäßig dazu ausgebildet ist, nach dem Entfalten des Airbags einen Schutz an einem aufgerissenen Bereich der Reißnaht (29) zu schaffen.

2. Armaturenbrett nach Anspruch 1, wobei das flexible Gelenk (60) mit der unteren Oberfläche (28) durch ein Schweißverfahren verbunden ist.

3. Armaturenbrett nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die flexiblen Gelenkbereiche (64) jeweils unter drei Seiten der Reißnaht (29) liegen und wobei die Reißnaht (29) im wesentlichen H-förmig ausgebildet ist.

4. Armaturenbrett nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die beiden Bereiche (64) des flexiblen Gelenks (60) als integraler Teil mit einer Reißnaht (29) zwischen den beiden Bereichen (64) ausgebildet sind, die mit einer zentralen Reißnaht (32) des Armaturenbretts im allgemeinen ausgefluchtet ist.

5. Armaturenbrett nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei jeder der flexiblen Gelenkbereiche (64) den Laschenbereich (66) aufweist.

6. Armaturenbrett nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei das flexible Gelenk aus einem relativ flexiblen Kunststoff gebildet ist und das Armaturenbrett aus einem relativ starren Kunststoff gebildet ist.

7. Armaturenbrett nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die beiden flexiblen Gelenkbereiche (46) aus separaten Teilen gebildet sind, wobei der eine der beiden flexiblen Gelenkbereiche ein in Vertikalrichtung oberes flexibles Gelenkelement (33) ist und den Laschenbereich aufweist, der sich hinter dem anderen flexiblen Gelenkelement (34) erstreckt.

8. Armaturenbrett nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei das flexible Gelenk einen hinteren Schenkel (80) aufweist, der sich zu einer Verbindungskonstruktion zum Sichern des flexiblen Gelenks während des Entfaltens eines Airbag erstreckt, und wobei das flexible Gelenk eine vordere Fläche (78) aufweist, die an der unteren Oberfläche des Armaturenbretts befestigt ist, wobei eine Gelenkverbindung (88) zwischen dem Schenkel (80) und der vorderen Fläche (78) in integraler Weise in das flexible Gelenk eingeformt ist.

9. Armaturenbrett nach Anspruch 8, wobei sich der hintere Schenkel (80) des flexiblen Gelenks nach hinten zu einem seitlich nach außen verlaufenden Fuß erstreckt, der an einem Teil des Armaturenbretts angebracht ist.

10. Armaturenbrett nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei der Laschenbereich (66) sich an der Reißnaht (29) von der unteren Oberfläche (28) weg in Richtung auf den Airbag erstreckt.

11. Armaturenbrett nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei der Laschenbereich (66) betriebsmäßig dazu ausgebildet ist, sich nach dem Entfalten des Airbag um ein entsprechendes distales Ende eines gerissenen Bereichs der Reißnaht (29) herumzuwickeln.