CN101309821A - 用于制造薄弱区、特别是用于气囊出口孔的预定断裂点的方法、部件和设备 - Google Patents

用于制造薄弱区、特别是用于气囊出口孔的预定断裂点的方法、部件和设备 Download PDF

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Abstract

一种用于在承载部件(6)中产生薄弱区(3)的方法，特别是产生用于气囊出口孔的预定断裂点(4)，承载部件在可视侧上配备有装饰材料(8)，特别是皮革饰件(9)，承载部件(6)根据本发明使用第一装置设置了薄弱部分，并且装饰材料(8)的弱化是使用另外的装置通过承载部件的所述薄弱部分进行的，承载部件的弱化和装饰材料的弱化在时间上彼此接近地进行，优选同时进行。另外，本发明涉及用于进行该方法的一个部件和一个设备。

Description

用于制造薄弱区、特别是用于气囊出口孔的预定断裂点的方法、部件和设备
技术领域
本发明涉及一种用于在承载部件中制造薄弱区、特别是用于气囊出口孔的预定断裂点的方法，该承载部件在可视侧上配备有装饰材料，特别是皮革装饰，同样还涉及相应加工的部件以及用于实现该方法的设备。
背景技术
由公开说明书DE 102 60 988 A1中已知一种基本的方法和部件。该部件，例如用于机动车辆的仪表盘，包括一个平面承载部件，它在其可视侧覆盖有一层织物装饰材料。为允许安装在仪表盘中的气囊因事故而被触发时得以展开，并穿入车辆的乘客舱，该仪表盘配备有从车辆内部不可见的一个气囊出口盖，例如，该盖是由在承载部件以及装饰材料中的一个U形的外围薄弱线和一个铰链区形成。展开的气囊沿着该薄弱线撕开气囊出口盖，所述气囊出口盖绕铰链区枢转，例如在挡风玻璃的方向上朝上枢转。在生产仪表盘的过程中，首先通过激光的方式将线性排列的盲孔形式的一个薄弱的部分引入到该织物装饰材料中，随后通过引入一个泡沫中间层而将其设置在承载部件上。然后在承载部件上制成一个第二薄弱部分，它与装饰材料的薄弱部分重合。
在公开说明书DE 199 44 371 A1中披露了一种方法，它通过用铣刀来加工背面以在皮革装饰中制造出看不见的预定断裂点。即使采用这种方法，该承载部件的弱化仍必须在施加了装饰材料之后进行。
因此，在这两种情况下，为了给相关的部件提供一个薄弱区，需要两个操作步骤，这两个步骤在空间上和时间上是相互分离的。
另外，在公开说明书EP 0 991 551 B1中披露了在由承载部件和装饰材料组成的一个复合结构中生成一个弱化线的方法，其中高能量的脉冲激光照射该承载部件的背面并且在装饰材料中以盲孔的方式去除材料。这种方法是有效的，但是并不能对所有的装饰材料(特别是织物或皮革装饰物)产生功能上和/或视觉上令人满意的效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种经济的方法和一种适当的设备，用于在由承载部件和热敏装饰材料组成的复合结构中引入弱化线。
该目的是以一种基本的方法来实现的，该方法利用第一装置在承载部件上提供一个薄弱部分并利用另外的装置通过该承载部件的薄弱部分进行该装饰材料的弱化，该承载部件的弱化和装饰材料的弱化发生在彼此接近的时间上，优选是在同一时间，即发生在一个加工周期之内。
其结果是，有可能对于承载部件和装饰材料的加工使用不同的方法，这些方法对于承载部件和装饰材料的不同材料分别地进行了优化，并且这些方法是在同一地点无延迟地进行。
承载部件中的弱化优选被配置为穿过该承载部件的至少一个开口，并且特别是通过铣刀或激光作为切削或去除材料的加工的结果而产生。这个过程允许以相对简单的手段对总体上较为厚壁的承载部件的快速加工。自然也可以想到允许在承载部件的薄弱区保留一个壁，这个壁在随后装饰材料的加工过程中很容易被穿透。
然而，装饰材料的弱化优选配置为进入该装饰材料但并不完全穿透所述装饰材料的至少一个凹陷，例如配置为线性排列的盲孔。这并不排除以下事实，即以特定的间隔提供具有微孔的凹陷，它们用来引导加工激光器的操作。这些凹陷有利地是通过使用二氧化碳激光器或铒YAK激光器在装饰材料的背面进行加工而产生。由于不使用激光来加工承载部件，它可以设计为充分低功率的，从而使投资成本显著降低，并且将盲孔烧穿以致达到装饰材料的可视侧的风险被降到最低。
因此，该激光可以被引导穿过所述用于通过切割或去除材料对承载部件进行加工的工具，直至装饰材料，所述工具特别是铣刀或者以上所提到的另一激光器。可替代地，可以考虑将激光引导经过所述用于通过切削或去除材料来加工所述承载部件的工具，直至装饰材料，所述工具特别是铣刀或是另外的激光器。
根据本发明，待加工的部件可包括设置在承载部件和装饰材料之间的泡沫层，它使承载部件和装饰材料相互连接并增强该部件的触感。在此情况下，有利的是引导该开口穿过承载部件直至该泡沫层中，同时通过激光器使该泡沫层以及装饰材料的剩余厚度被弱化。
用于进行上述方法的设备优选具有用于操作切削工具的驱动装置、激光源以及用来引导激光进入切削工具的工作区的装置。在此情况下，例如，可由工业机器人沿着希望的薄弱区引导该切削工具，同时借助柔性的光纤导体被引导的激光束进行装饰材料的弱化，这大致与承载部件的加工同时进行。
该切削工具可配置为带有纵向孔的立铣刀，可引导激光穿过这个纵向孔至装饰材料的背面上。另外，可以采用带有割线状孔的侧铣刀，可引导激光束穿过这些割线状孔。
可替代地，提出引导激光绕过切削工具到装饰材料的背面上。
另外，可以考虑用来进行根据本发明的方法的设备具第一激光源和第二激光源，优选功率较低的第一激光被引导至优选功率更大的第二激光的工作区域中。
附图说明
附图以举例方式示意性地展示了本发明的不同实施方案。
在附图中：
图1示出根据本发明加工的用于机动车辆的仪表盘的平面图，
图2示出穿过仪表盘与预定断裂点横向的一个截面A-A，
图3示出通过使用根据本发明的第一设备在截面A-A生成该预定断裂点，
图4示出根据图3和图4沿着预定断裂点的一个截面B-B，
图5示出使用不同的设备生成该预定断裂点的截面B-B，
图6示出另一个设备在截面B-B加工预定断裂点，
图7示出用于进行根据本发明的方法的、根据本发明的另一个设备。
具体实施方式
在图1中展示的仪表盘1在乘客侧上配备了气囊出口盖2，它是由外围U形的预定断裂点4形式的薄弱区3和铰接区5所限定。该预定断裂点4和铰接区5在机动车辆的内部看不见，这样在气囊展开之前，该气囊的出口盖作为一个整体(除了SRS识别符)是看不见的。
由图2的截面可以看到，仪表盘1包括相对厚壁的承载部件6，这个承载部件是通过注射成型或者挤压塑料制造的，它在车辆内部7的方向上覆盖了皮革装饰件9形式的装饰材料8。由聚氨酯泡沫制成的泡沫层10位于皮革装饰件9和承载部件6之间，它使皮革装饰件9和承载部件6相互连接。
预定薄弱点4包括位于承载部件6中、开口11的形式的第一薄弱部分和第二薄弱部分，该第二薄弱部分包括在皮革装饰件9中的盲孔形式的凹陷12。这些开口11延伸至泡沫层10之中。然而，这些凹陷12不穿透皮革装饰件9的可视表面，这样从车辆内部7看不见预定断裂点14。
如图3所示，为了制造预定断裂点4，沿着薄弱区3引导旋转的立铣刀13穿过承载部件6和泡沫层10的一部分并在切割操作中去除那里的材料以便引入线性开口11。该立铣刀13沿其纵向轴线配有孔14，在铣削过程中，穿过该孔将脉冲激光(激光束15)引导向剩余的泡沫层10和皮革装件饰9。随着每一个脉冲，激光蒸发掉泡沫层10和皮革装饰件9上的材料以及在加工承载部件6时可能存在的碎末。同时，传感器16用来测量激光束15穿透剩下的皮革装饰9的横截面照射的不断增加的强度，并且在凹陷12穿透到可视侧之前或者在因皮革装饰件9的(相对低的)热应力而引起的颜色交替变得可见之前关闭激光器。
由于气囊出口盖2到仪表盘1其它部分上的连接需要一定的强度，这些铣削开口11被腹板(web)17断开，通过它们，该承载部件6直接将气囊出口盖2连接到仪表盘1上(图4)。随着立铣刀13以大约50-100毫米/分的进给速度沿着预定断裂点4而连续推进，所述立铣刀以特定的间隔从仪表盘1上提升并且随后再一次穿入承载部件中6。同时承载部件6上没有被加工的区域随后就形成了腹板17。
通过立铣刀13的推进(箭头18)，在加工凹陷12的过程中脉冲激光束15也照射在皮革装饰件9上，且沿着预定断裂点4有所偏移。因此，这些凹陷12并不像根据图4可见的沿着预定断裂点4的截面中一样具有一个旋转对称轮廓，而是配置为锯齿的形式。建议使用立铣刀13，特别是为了生成弧形外围薄弱区3，比如在气囊出口盖2的拐角的区域中。
如图5所示，该加工也可借助侧铣刀19来进行，其中插入了割线状(secant-like)孔14。在侧铣刀19的预定旋转的位置上，激光束15能以一种与侧铣刀同步的方式被引导穿过孔14直至皮革装饰件9。通过使用侧铣刀19，优选产生在一条直线上延伸的预定断裂点4。
在图6中示出在加工仪表盘1的过程中的一个设备，其中激光束15被引导经过旋转立铣刀13并且在皮革装饰件9的方向上穿透已铣削好的开口11，在该实施方案中立铣刀13和激光束15在箭头18的方向上向前移动相同的距离。原则上，自然也可以考虑在加工每个凹陷12的过程中将激光束15的位置固定，并且然后允许已经被移开的立铣刀13被减速。
如图7可见，承载部件6的加工也可通过一个大功率的激光(激光束20)来进行。在该实施方案中，两个激光束15和20都在共同的工作点上照射承载部件6并去除材料以便产生孔状的开口12。在已被事先通过实验确定的一个加工时段后，产生了开口11，这样大功率激光束20被关闭，而皮革装饰件9的加工仅通过开口11由较小功率激光束15进行。自然也可以仅在通过较大功率激光束20已经生成了开口11时打开小功率激光束15。也可以考虑操作彼此靠近的激光束15和20，大功率激光束20加工承载部件6，同时较小功率激光束15通过在短时间之前已制成的开口11来从皮革装饰件9去除材料。
附图标记
1  仪表盘
2   气囊出口盖
3   薄弱区
4   预定断裂点
5   铰接区
6   承载部件
7   车辆内部
8   装饰材料
9   皮革装饰件
10  泡沫层
11  开口
12  凹陷
13  立铣刀
14  孔
15  激光束
16  传感器
17  隔板
18  箭头(切削工具的推进)
19  侧铣刀
20  激光束

Claims (15)

1.一种用于在承载部件(6)中产生薄弱区(3)的方法，特别是产生用于气囊出口孔的预定断裂点(4)，所述承载部件在可视侧上配备有装饰材料(8)，特别是皮革装饰件(9)，其特征在于，承载部件(6)使用第一装置设置有薄弱部分，并且装饰材料(8)的弱化是使用另外的装置通过承载部件的所述薄弱部分进行的，承载部件的弱化和装饰材料的弱化在时间上彼此接近地进行，优选同时进行。
2.权利要求1所述的方法，其特征在于，承载部件(6)中的弱化被配置为穿过承载部件(6)的至少一个开口(11)。
3.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，承载部件(6)的弱化是通过切割或去除材料的加工来进行的，特别是通过铣刀或者激光器。
4.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，装饰材料(8)的弱化被配置为进入所述装饰材料的至少一个凹陷(12)，但优选不完全穿透所述装饰材料。
5.如权利要求5所述的方法，其特征在于，装饰材料(8)中的凹陷(12)被配置为线性排列的盲孔。
6.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，装饰材料(8)的弱化是通过使用激光器、特别是二氧化碳(CO2)激光器或铒YAK激光器进行加工而进行的。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，激光被引导穿过所述用于通过切削或去除材料来加工所述承载部件(6)的工具，直至装饰材料(8)，所述工具特别是铣刀或是另外的激光器。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，激光被引导经过所述用于通过切削或去除材料来加工所述承载部件(6)的工具，直至装饰材料(8)，所述工具特别是铣刀或是另外的激光器。
9.如权利要求2至8中任一项所述的方法，其特征在于，开口(11)被引导穿过承载部件(6)直至进入位于承载部件和装饰材料(8)之间的泡沫层(10)中。
10.一种部件，特别是用于机动车辆的内部包覆部件，具有承载部件(6)，所述承载部件在可视侧上配备有装饰材料(8)，特别是皮革装饰件(9)，承载部件是根据以上权利要求中任一项所述的方法制造的。
11.一种用于进行如权利要求6所述方法的装置，具有用于操作切割工具的驱动装置、激光源以及用于引导该激光(激光束15)进入切割工具的工作区域的装置。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，切割工具被配置为立铣刀(13)，所述立铣刀配有纵向孔，激光(激光束15)可被引导通过所述孔。
13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，切割工具被配置为侧铣刀(19)，所述侧铣刀配有割线状孔，激光(激光束15)可被引导通过所述孔。
14.如权利要求11所述的装置，其特征在于，激光(激光束15)可被引导经过切削工具。
15.一种用于进行权利要求6所述方法的装置，具有第一和第二激光源、以及用来引导第一激光(激光束15)进入第二激光(激光束20)的工作区域的装置。
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