DE69935171T2

DE69935171T2 - Verfahren zum Herstellen einer Kraftfahrzeugszierleiste mit Schwächungslinien für eine Luftsack-Entfaltungsöffnung

Info

Publication number: DE69935171T2
Application number: DE69935171T
Authority: DE
Inventors: Antonios Belle Mead Nicholas
Original assignee: TIP Engineering Group Inc
Current assignee: TIP Engineering Group Inc
Priority date: 1998-06-25
Filing date: 1999-06-25
Publication date: 2007-11-22
Anticipated expiration: 2019-06-26
Also published as: JP2009255914A; JP2000033844A; EP0967066A3; US20020050046A1; JP4262360B2; US6453535B1; JP2008030748A; JP4500839B2; DE69912524D1; EP0967066B1; DE69935171D1; ES2280654T3; DE69912524T2; EP0967066A2; JP4990331B2; ES2210905T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Verkleidungsteilen, beispielsweise Armaturenbretter und Abdeckungen für Lenkräder, die über einer Airbagvorrichtung liegen, und insbesondere Verfahren zum Herstellen von Verkleidungsteilen, wobei hinter dem Verkleidungsteil ein Airbag-Behälter angebracht ist und das Verkleidungsteil so vorgeschwächt ist, dass ein sich aufblasender Airbag eine Entfaltungsöffnung bilden kann, indem er einen verborgenen Türabschnitt des Verkleidungsteils derart drückt, dass sich dieser von dem angrenzenden Abschnitt des Verkleidungsteilsaufbaus abtrennt und wegschwingt.
Eine oder mehrere mit Scharnier versehene Entfaltungstürplatten, die über dem Airbag liegen, werden bereits seit langer Zeit in solche Automobil-Verkleidungsteile eingebaut, wobei sie von Laschen oder anderen Elementen geschlossen gehalten und dann vom sich aufblasenden Airbag aufgedrückt werden, wenn sich der Airbag entfaltet.
In den letzten Jahren wurden Vorrichtungen mit so genannter „unsichtbarer Naht" entwickelt, bei denen die anfangs verwendeten, getrennten, sichtbar vorgezeichneten Türen beseitigt wurden und sich über der Stelle des Verkleidungsteils, wo der Airbag angebracht ist, eine glatte, darüber liegende Abdeckung erstreckt.
In dem Verkleidungsteil wird eine Öffnung gebildet, wenn der Airbag aktiviert wird, da der sich aufblasende Airbag sich durch einen Abschnitt des Verkleidungsteils hindurch drückt. Das wird erreicht, indem das Verkleidungsteil an der Airbagstelle vorgeschwächt wird, so dass im Verkleidungsteil durch den Druck des sich aufblasenden Airbags ein türförmiger Riss entstehen kann, der aufbricht und entlang einer Seite wie mittels eines Scharniers aufschwingt.
Verkleidungsteile werden oft in Schichten ausgebildet, die eine steife Substratplatte, eine darüber liegende Haut und Deckschichten aus Schaum enthalten, oder bei denen eine Haut mit einer Substratplatte verbunden ist.
Zuerst kann die Substratplatte gebildet werden, woraufhin die Haut und der Schaum hinzugefügt werden.
Die Vorschwächung beinhaltete bislang die Bildung von Vorschwächungsrillen, die in das Verkleidungsteil und/oder in die Deckschichten hineingeformt werden, oder die Bildung von Rillen, beispielsweise durch Laserschneiden des Verkleidungsteils oder der Bestandteile desselben.
Eine separate Türplatte wird oftmals in eine die in die Substratplatte hineingeformte Öffnung eingepasst, jedoch erfordert dies zusätzliche Verfahrensschritte.
Das Schneiden durch eine Substratplatte hindurch zur Bildung der Tür ist ebenfalls eingesetzt worden, doch erfordert dies eine starke Schneidevorrichtung zur Durchdringung des relativ dicken Substrats, es verlängert die Zykluszeit und erfordert beim Laserschneiden die Handhabung der Nebenprodukte, die beim Verdampfen des Substratmaterials erzeugt werden.
Das von derselben Anmelderin eingereichte Dokument US-A-5,738,367 beschreibt ein Verfahren zum Konstruieren eines Verkleidungsteils. Eine steife Kunststoff-Substratplatte wird mit einer Deckschicht bedeckt. Die steife Kunststoff-Substratplatte hat ein Muster aus Vorschwächungsrillen zur Festlegung dreier Seiten einer Türplatte, die sich öffnet, wenn das Airbagsystem aktiviert wird.
Das Dokument US-A-5,131,678 offenbart eine unsichtbare Tür für eine Airbagabdeckung. Auf einem Substrat werden eine innere Schicht aus Schaum und eine äußere Hautschicht angeordnet. Diese Deckschichten haben Rillen, die von außen betrachtet sichtbar sind. Diese Rillen können so erweitert werden, dass sie in die Substratplatte hineinragen, um einen Bruch der Substratplatte entlang dieser Rillen zu erreichen, wenn sich der Airbag aufbläst.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer vereinfachten Methode für die Herstellung eines Verkleidungsteils für Automobile, das so vorgeschwächt ist, dass es eine Entfaltungstüröffnung mit unsichtbaren Nähten für Airbags ausbildet.
Das vorstehend genannte Ziel und mehr, das aus der Lektüre der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen ersichtlich werden soll, wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 erreicht.
Optional können Überbrückungslaschen ausgebildet sein, die sich an einer oder mehreren Stellen über den Zwischenraum erstrecken, um die Platte hinsichtlich der restlichen Substratplatte zu stabilisieren.
Die eine oder die mehreren Deckschichten werden später angefügt oder gleichzeitig gebildet, so dass sie über der Substratplatte liegen. Die Deckschichten können ebenfalls geschnitten oder geritzt werden, beispielsweise durch Ausrichten eines Laserstrahls oder eines anderen Ritz- oder Schneidemittels durch den und entlang dem Zwischenraum und Nachziehen des Zwischenraumpfades in einem Türmuster, um die Deckschicht in einem Muster vorzuschwächen, das den freien, scharnierlosen Seiten der Türabschnitte entspricht.
Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Perspektivansicht eines Verkleidungsteils mit einer doppelten Entfaltungstür, die als Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens gebildet wird, wobei das Verkleidungsteil durch eine Laserstrahlvorrichtung vorgeschwächt wird, die schematisch dargestellt ist.
2 ist eine Perspektivansicht einer Substratplatte mit einer einzelnen Tür, die als Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens gebildet wird.
3 ist eine Perspektivansicht einer Substratplatte mit einer einzelnen Tür, die als Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens gebildet wird und an die eine Scharnierverstärkung angefügt ist.
4 ist eine Perspektivansicht eines Verkleidungsteils, das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.
5 ist eine Ansicht des Schnitts 5-5 gemäß 4.
6 ist eine Ansicht des Schnitts 6-6 gemäß 4.
7 ist eine Ansicht des Schnitts durch ein Verkleidungsteil, das eine alternative Form der Laschenmerkmale hat.
8 ist eine Schnittansicht, die eine alternative Form der Vorschwächung der Deckschichten zeigt.
Detaillierte Beschreibung
In der folgenden detaillierten Beschreibung wird zum Zwecke der Klarheit bestimmte spezifische Terminologie verwendet und ein bestimmtes Ausführungsbeispiel gemäß den Erfordernissen von 35 USC 112 beschrieben, wobei jedoch zu berücksichtigen ist, dass dieses nicht einschränkend sein soll und auch nicht derart ausgelegt werden soll, da die Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche zahlreiche Formen und Varianten annehmen kann.
Nun soll auf die Zeichnungen Bezug genommen werden. 1 zeigt die Innenseite eines Verkleidungsteils bestehend aus einer Substratplatte 12, welche für die strukturelle Integrität des Verkleidungsteils sorgt und daher dick genug ist, um relativ steif zu sein.
Die Substratplatte 12 kann unter Verwendung herkömmlicher Materialien wie geeigneten Polymeren oder Holzfaser sowie unter Verwendung herkömmlicher Verfahren wie Spritzgießen, Gießen und Thermoformen konstruiert werden.
In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird eine Entfaltungsöffnung durch ein Paar von im Allgemeinen rechteckigen Entfaltungstürplatten 14A, 14B gebildet, die entlang einer der Seiten 16 integral verbunden sind, wobei diese Seiten jeweils eine parallele Scharnierachse für die Schwingbewegung der Türplatten 14A, 14B bilden.
Der Rand der anderen drei Seiten der Türplatten 14A, 14B ist durch ein Zwischenraummuster 18 gebildet, das zur gleichen Zeit vorgeformt werden kann wie die Substratplatte 12 selbst.
Die Substratplatte 12 hat eine oder mehrere Deckschichten 20, 22, die über der Außenseite der Substratplatte 12 liegen, d. h. an der Seite des Verkleidungsteils, die vom Fahrgastraum aus sichtbar ist. Die Deckschicht 20 kann eine flexible Haut aus Kunststoff sein, beispielsweise TPO, und von einer Schaumschicht 22 getragen werden. Die Deckschichten 20, 22 erstrecken sich glatt über die Türplatten 14A, 14B und den Zwischenraum 18, damit die Türplatten 14A, 14B für den Beifahrer bzw. Fahrer im Fahrgastraum des Fahrzeugs nicht sichtbar sind. Die Substratplatte ist im Allgemeinen an einer steifen Tragkonstruktion im Fahrzeug befestigt.
Die Innenseite der Deckschichten 20, 22 ist innerhalb des Randzwischenraums 18 sichtbar, damit ein Vorschwächungsschnitt 19 ausgeführt werden kann, nachdem das Verkleidungsteil fertig gestellt worden ist, wodurch die vorgeschwächten Deckschichten 20, 22 nicht mehr mit den Türplatten 14A, 14B ausgerichtet werden müssen.
Dieses Vorschwächen wird vorzugsweise mit einem Laserstrahl ausgeführt, wie in den US-Patenten 5,744,776 und 5,883,356 detailliert beschrieben ist, welche von derselben Anmelderin stammen wie die vorliegende Anmeldung. Auch andere Verfahren können verwendet werden, beispielsweise ein mechanisches Messer (wie im US-Patent 5,217,244 beschrieben ist, welches ebenfalls von derselben Anmelderin stammt wie die vorliegende Anmeldung).
Ultraschall, Heißmesser und Wasserstrahl-Bearbeitung sind weitere Verfahren, die verwendet werden können.
In 1 ist ein Laserstrahlgenerator 26 gezeigt, wobei eine Positioniervorrichtung 24 vorgesehen ist, die den Laserstrahl veranlasst, den Zwischenraum 18 entlangzufahren und damit ein kontinuierliches oder intermittierendes Einritzen der Deckschichten 20, 22 zu erzeugen, wodurch eine Vorschwächung erzielt werden soll, wie in den oben genannten Patenten beschrieben ist. Ein Messsensor (nicht gezeigt) kann ebenfalls verwendet werden, um ein bestimmtes Vorschwächungsprogramm auszuführen, und eine Lasergeneratorsteuerung 28 kann die Laserkraft, -geschwindigkeit etc. variieren, so dass auf der anderen Seite die Tiefe oder das Ausmaß des Ritzens bzw. Schneidens variiert wird, um entlang dem Zwischenraummuster 18 einen gewünschten Grad an Vorschwächung zu erzielen.
Wie auch in 1 gezeigt ist, können sich an ausgewählten Stellen Überbrückungslaschen 30 über den Zwischenraum 18 erstrecken, um dem Verkleidungsteil Festigkeit zu verleihen, und zwar indem die Türplatten 14A, 14B miteinander und mit den angrenzenden Bereichen der Substratplatte 12 verbunden werden.
2 zeigt die Anmeldung für eine Substratplatte 12A mit nur einer einzelnen Entfaltungstürplatte 32. Ebenso ist ein Versteifungsrahmen 34 gezeigt, der zur Versteifung der Substratplatte 12A am Rand des Zwischenraums 18 und der Türplatte 32 befestigt ist, und zwar zu dem Zweck, der im US-Patent 5,393,088 beschrieben ist.
3 zeigt eine angefügte Scharnierverstärkung 36, beispielsweise ein Stück Baumwollstoff [engl.: sheet of scrim], die angebracht werden kann um sicherzustellen, dass die Türplatte 32 nicht ganz abbricht. Es kann auch eine integral geformte Verstärkung eingesetzt werden. Diese Verstärkung könnte auch so erweitert werden, dass sie die gesamte Türplatte bedeckt.
Die 4–8 zeigen weitere Details des Verkleidungsteils 10A, das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.
Die Deckschichten, die über dem Substrat 12 liegen, können eine Haut 20 aus Polymer. Leder oder Gewebe umfassen sowie eine Kunststoffschaumschicht 22.
Die Laschen 30 können in verschiedenen Arten konstruiert sein und sich über den Zwischenraum 18 erstrecken. Die Laschen können mit dem Substrat integral geformt sein oder separat an dem Substrat befestigt werden, wie in 7 gezeigt ist. Das Scharnier 16 kann einen Bereich mit einem verringerten Querschnitt haben, der an einer der beiden Flächen der Substratplatte 12A eine Aussparung aufweist.
Der Schwächungsschnitt bzw. die -schnitte 19 sind mit dem Zwischenraum 18 ausgerichtet und können entweder nur die Schaumschicht 22 durchdringen (6) oder ein Schnitt 19A kann sich bis in die Haut 20 erstrecken (8).
7 zeigt eine Lasche 30A, die nicht integral ist, sondern unter der Türplatte 32 liegt und für Halt sorgt gegenüber Druckkräften nach innen, die von außen auf das Verkleidungsteil 10A wirken.
Die Bildung der Substratplatte kann auf verschiedene Arten erfolgen, einschließlich durch Spritzgießen, Gießen oder Thermoformen. Zu den bevorzugten Materialien für die Substratplatte gehören duroplastische und thermoplastische Polymere, jedoch können auch andere Materialien verwendet werden, einschließlich Holzfaser und Metall. Ein Airbag-Behälter kann ebenfalls als integraler Bestandteil der Substratplatte eingegliedert sein. Die Türplatte bzw. -platten kann/können mit der Substratplatte integral (d. h. Tür und Substrat werden gleichzeitig als ein Stück geformt) oder separat (d. h. Substratplatte wird mit Türöffnung hergestellt und Türplatte wird anschließend an der Substratplatte befestigt) gebildet werden. Die Türplatte bzw. -platten und insbesondere das Scharnier können mit steifen oder flexiblen Materialien weiter verstärkt werden (hartes Kunststoff-Baumwollstoffgewebe [engl.: hard plastic scrim fabric], Metall etc.). Diese Verstärkung kann entweder während der Bildung der Substratplatte erfolgen, d. h. durch Co-Formen des Baumwollstoffgewebes mit dem integralen Entfaltungstürscharnier, oder nach dem Formen der Substrattürplatte. Die Trennung durch den Zwischenraum zwischen den Seiten der Türplatte und der Substratplatte kann vollständig sein, ohne dass die zwei Platten oder Teile davon durch Material verbunden sind. Der optionale Versteifungsrahmen, der zu der Substratplatte entweder integral oder separat ist, kann auch so angeordnet sein, dass er sich außerhalb des Türöffnungsrandes und um diesen herum erstreckt. Alternativ kann die Substratplatte durch Verbindungselemente oder Bolzen, die um den Türrand herum angeordnet sind, an dem Airbag-Behälter befestigt sein.
Die Deckschichten können flexibel oder steif sein und umfassen Schäume, Leder, Vinyl-/TPO-/TPE-/TPU-Häute [engl.: vinyl/TPO/TPE/TPU skins], Gewebe und Brettschichtholz. In einer Schaum/Haut/Konstruktion [engl.: foam/skin/construction] erfordert das Einspritzen von Kunststoffschaum zwischen der Haut- und der Substratschicht im Allgemeinen, dass der Zwischenraum am Türrand vorübergehend versiegelt wird, um eine gute Schaumausdehnung zu ermöglichen. Die Vorschwächung einer oder mehrerer Deckschichten kann mittels einer von verschiedenen Ritzschneidtechniken mit oder ohne Kontaktierung vorgenommen werden, d. h. mittels mechanischem Messer, Wasserstrahl, Ultraschallschneiden etc. Ein bevorzugtes Verfahren ist das Schneiden oder Ritzen mittels Laserstrahl, wodurch die Vorschwächung schnell, präzise und in jedem gewünschten Aufbau und Muster vorgenommen werden kann, d. h. durchgehende oder halbdurchgehende Rillen, Perforationen, Schlitze etc. Das Ritzen oder Schneiden zur Vorschwächung kann von beiden Seiten der Substratplatte aus ausgeführt werden, vorzugsweise jedoch von der Innenseite.
Wird ein Laserstrahl verwendet, so erlaubt dies dem Hersteller des Verkleidungsteils, das Verkleidungsteil zunächst zusammenzusetzen und anschließend die Deckschichten schnell und präzise durch die oder entlang der Trennung zwischen der Substratplatte und der Türplatte bzw. den Türplatten vorzuschwächen, ohne dass durch die Substratplatte geschnitten werden muss, welche eine beträchtliche Dicke aufweisen kann.
Zum Schritt des Vorschwächens kann gehören, dass die Dicke der Deckschicht bzw. -schichten gemessen wird, um den Laser besser zu steuern, damit er die gewünschte Menge an Deckmaterial entfernen kann. Die Messung kann von beiden Seiten der Deckschicht bzw. -schichten aus vorgenommen werden, wobei einer von verschiedenen Arten von Sensoren verwendet werden kann, einschließlich Ultraschallsensoren, Infrarotsensoren und verschiedener Kapazitätssensoren.

Claims

Verfahren zum Konstruieren eines Verkleidungsteils (10, 10A), das einen Abschnitt hat, der in einem Muster so vorgeschwächt ist, dass er die Bildung einer oder mehrerer Entfaltungstüren (14A, 14B; 32) ermöglicht, so dass eine Airbag-Einrichtung mit dem vorgeschwächten Abschnitt des Verkleidungsteils bedeckt werden kann, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Bilden einer Substratplatte (12, 12A), in der eine Öffnung ausgebildet ist; und anschließendes Einsetzen einer oder mehrerer Türplatten (14A, 14B; 32) in die Öffnung mit einem vorbestimmten Zwischenraum (18) zwischen angrenzenden Abschnitten der einen oder mehreren Türplatten (14A, 14B; 32) sowie zwischen der einen oder den mehreren Türplatten und dem Rand der Öffnung, wobei die eine oder mehreren Türplatten (14A, 14B; 32) entlang einer Seite mit der Substratplatte (12, 12A) verbunden sind und ein Scharnier bilden; Bedecken der Substratplatte (12, 12A) mit einer oder mehreren Deckschichten (20, 22), die sich über die eine oder mehreren Türplatten (14A, 14B; 32) und den dazwischenliegenden Zwischenraum (18) erstrecken; Vorschwächen der bedeckenden Deckschichten (20, 22), indem Abschnitte der Innenseite von zumindest einer Deckschicht (20, 22) zumindest teilweise entlang des Zwischenraums (18) geritzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend den Schritt des Verstärkens des Randes der Öffnung mit einem Versteifungsrahmen (34).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend den Schritt des Verstärkens des Scharniers der einen oder mehreren Türplatten (14A, 14B; 32).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend den Schritt des Verstärkens der einen oder mehreren Türplatten (14A, 14B; 32).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend den Schritt des Bereitstellens einer oder mehrerer Überbrückungslaschen (30), die sich über den Zwischenraum (18) erstrecken, um die eine oder mehreren Türplatten (14A, 14B; 32) mit angrenzenden Abschnitten der Substratplatte (12, 12A) zu verbinden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorschwächung der Deckschichten (20, 22) entlang dem Zwischenraum (18) kontinuierlich oder intermittierend erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Deckschicht eine flexible, aus Kunststoff hergestellte Haut (20) hat und durch eine Schaumschicht (22) gehalten wird, und wobei sowohl die Schaumschicht (22) als auch die flexible Haut durch den Zwischenraum (18) hindurch geschnitten werden, wobei die Haut (20) teilweise geschnitten wird.