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Die Erfindung bezieht sich auf ein
Fahrzeuginnenverkleidungsteil mit integrierter Airbagabdeckung,
deren Umriss durch eine vertiefend in das Fahrzeuginnenverkleidungsteil
eingebrachte Sollbruchlinie definiert ist. Die Erfindung bezieht
sich weiterhin auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Fahrzeuginnenverkleidungsteils.
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In modernen Kraftfahrzeugen werden
heute nicht nur im Lenkrad, sondern auch an anderen Positionen,
beispielsweise in einer Konsole oder hinter einer Seitenverkleidung,
Airbags untergebracht, welche die Fahrzeuginsassen bei einem Aufprall
schützen
sollen. Aus gestalterischen Gründen
werden die Airbags möglichst
unauffällig
in die Fahrzeuginnenausstattung integriert, wobei allerdings gewährleistet sein
muss, dass sie sich im Bedarfsfall in der gewünschten Weise entfalten und
ihre Schutzfunktion ausüben
können.
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Eine bereits klassische Möglichkeit
der Unterbringung besteht darin, die Airbagmodule bzw. -baugruppen
hinter separat gefertigten und in Aussparungen von Fahrzeuginnenverkleidungsteilen eingepassten
Deckeln anzuordnen, die dann bei der Entfaltung der Airbags in Öffnungsrichtung
entfernt werden.
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Weiterhin ist bekannt, Airbagabdeckungen einstöckig mit
den Fahrzeuginnenverkleidungsteilen auszubilden, wobei die Airbagabdeckungen
durch im Bereich des Airbagmoduls ausgebildete Sollbruchlinien definiert
sind. Aus den bereits erwähnten
gestalterischen Gründen
sollen aber diese Sollbruchlinien erstens optisch nicht erkennbar
sein und zweitens eine ausreichende Festigkeit gegen versehentliche, nicht
mit einer Airbag-Auslösung
im Zusammenhang stehende mechanische Einwirkungen gewährleisten. Weil
aber trotzdem sicherzustellen ist, dass sich bei einem Unfall der
Airbag wunschgemäß entfaltet, müssen die
Sollbruchlinien bei einer bestimmten, bezüglich Richtung und Größe sehr
genau einzuhaltenden Krafteinwirkung nachgeben.
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Wird die Sollbruchlinie, wie im Stand
der Technik ebenfalls bekannt, durch Laserbearbeitung hergestellt,
muss deshalb die Laserenergie auf die Abtragseigenschaften des Materials
des betreffenden Fahrzeuginnenverkleidungsteils wie auch auf die Menge
des abzutragenden Materials genau abgestimmt werden.
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Ist als Sollbruchlinie eine Perforation
vorgesehen, die durch Laserbearbeitung hergestellt wird und darf
diese Perforation nicht die gesamte Materialdicke des Verkleidungselementes
durchdringen, so muss der zur Bearbeitung eingesetzte Laserstrahl bezüglich seiner
Intensität
bzw. hinsichtlich der in das Material eingebrachten Energie sehr
genau kontrolliert werden, um eine vorgegebene Abtragungstiefe nicht
zu über-
und auch nicht zu unterschreiten.
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Insbesondere bei geringen Restwandstärken besteht
infolge von Schwankungen der Laserintensität die Gefahr von unerwünschten
Durchbrüchen
der Laserstrahlung und damit der Perforation. Besonders bei räumlich konturierten
Fahrzeuginnenverkleidungsteilen resultiert aus dieser Forderung
ein hoher Steuerungs- und Kontrollaufwand bei der Laserbearbeitung.
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Neben den aus optischen Gründen unerwünschten
Durchbrüchen
führen
Abweichungen in der Bearbeitungstiefe aber auch zu unzulässigen Toleranzen
der Reiß-
bzw. Bruchfestigkeit der Sollbruchlinie, was aus sicherheitstechnischen
Gründen ebenfalls
zu vermeiden ist, denn um die Schutzwirkung zu gewährleisten,
ist ein zeitlich sehr präzises Entfalten
des Airbags erforderlich, das wiederum die konstante Reiß- bzw.
Bruchfestigkeit der Sollbruchlinie voraussetzt. Zu große Toleranzen
der Reißfestigkeit
an der Sollbruchlinie können
zu einem verfrühten oder
verspäteten
Aufblähen
des Airbags führen.
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Eine Airbag-Abdeckung mit einer Sollbruchlinie
ist aus der
DE 196
36 429 C1 bekannt. Zur Ausbildung der Sollbruchlinie an
einem bereits in seine Endform gebrachten mehrschichtigen Flachmaterialstück wird
ein gepulster Laserstrahl von einer Seite auf das Flachmaterial
gerichtet. Dabei verdampfen an einer Abtragstelle mit jedem Laserpuls
geringe Mengen des Flachmaterials, und der Laserstrahl dringt mit
jedem Laserpuls etwas tiefer in das Flachmaterial ein. Um den Durchbruch
durch die gegenüberliegende
Außenfläche zu verhindern,
ist dort ein Detektor angeordnet, der für die Laserstrahlung empfindlich
ist.
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Ist die Grenzschicht der gegenüberliegenden Außenfläche für die Laserstrahlung
transparent, so empfängt
der Detektor bereits Strahlung, bevor der Laserstrahl die gesamte
Dicke des Flachmaterials durchbrochen hat. Der Detektor erzeugt
dann ein Ausgangssignal, mit dem der Energieeintrag über die Laserintensität verringert
oder der Laser sofort abgeschaltet wird.
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Mit dem ersten von dem Detektor ausgegebenen
Signal kann beispielsweise der Laser vom Dauerstrichbetrieb oder
von höheren
Pulslängen
auf kurze Pulslängen
umgeschaltet werden. Erreicht dann das Ausgangssignal einen ersten
vorgegebenen Schwellenwert, wird die Laserleistung heruntergeregelt.
Bei Erreichen eines zweiten Schwellwertes wird die Laserstrahlung
gestoppt, um einen Durchbruch zu verhindern. Dieses Verfahren erfordert
allerdings einen verhältnismäßig hohen
apparativen Aufwand. Zudem ist es insbesondere bei wenig oder ungleichmäßig transparenten
Materialien kaum möglich,
eine genaue Restwandstärke
zu erzielen.
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Bei nichttransparenten Materialien
muss ein Mikrodurchbruch in Kauf genommen werden, indem der Laser
sofort gestoppt wird, sobald der Detektor Laserstrahlung empfängt und
ein Signal an die Steuerschaltung abgibt.
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Weiterhin ist aus der
EP 0 711 627 A2 ein weiteres
Verfahren zur Herstellung einer Airbagabdeckung mit Sollbruchlinie
bekannt, bei dem die Sollbruchlinie mittels Laserbearbeitung erzeugt
wird. Hier werden Durchbrüche
verhindert, indem an einem bereits geformten Fahrzeuginnenverkleidungsteil
zunächst
an einigen Stellen entlang der beabsichtigten Sollbruchlinie die
Materialdicke gemessen und gespeichert wird. Die weiteren Dickenwerte
entlang des Linienzuges werden dann anhand der gespeicherten Messwerte
durch Interpolation gewonnen und ebenfalls gespeichert. In Abhängigkeit
von den gemessenen und den interpolierten Dickenwerten werden dann
für jede
Position die Bestrahlungsdauer und die Laserleistung so vorgegeben,
dass von dem Material des Fahrzeuginnenverkleidungsteils jeweils eine
gewünschte
Restwandstärke
stehen bleibt. Allerdings ist eine hinreichend genaue Einhaltung
der Restwandstärke
auch mit diesem Verfahren kaum erreichbar.
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Aus der
US 4,789,770 ist eine Vorrichtung bekannt,
mit der in ein Werkstück,
bestehend aus einem Substratrnaterial mit einer eingebundenen metallischen
Schicht, mittels Laserstrahlung Löcher einer kontrollierten Tiefe
eingebracht werden können. Zur
Vorrichtung gehören
im Wesentlichen Mittel, die eine Laserstrahlung auf das zu bearbeitende
Werkstück
richten und Mittel, welche die von der metallischen Schicht reflektierte
Laserstrahlung auf einen Detektor lenken, der die erhaltene Strahlung
in ein elektrisches Signal wandelt, welches gemessen wird. Der Materialabtrag
wird nicht durch die Materialeigenschaften der metallischen Schicht,
sondern durch ein geregeltes Abschalten des Lasers in Abhängigkeit
des elektrischen Signals beendet.
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Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt
der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Fahrzeuginnenverkleidungsteile
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei denen das Reißverhalten
der Sollbruchlinie in engeren Toleranzgrenzen eingestellt ist.
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Diese Aufgabe wird für ein Fahrzeuginnenverkleidungsteil
mit integrierter Airbagabdeckung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches
1 dadurch gelöst,
dass eine Schicht als Barriereschicht ausgebildet ist, die gegenüber der
Laserstrahlung unempfindlich ist und wobei der Materialabtrag bis
zur Barriereschicht durch einen ungeregelten Laser erfolgt.
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Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch
ein Verfahren zum Herstellen einer Sollbruchlinie eines Fahrzeuginnenverkleidungsteils
mit integrierter Airbagabdeckung dadurch gelöst, dass im Bereich der vorzusehenden
Sollbruchlinie eine Barriereschicht in das Fahrzeuginnenverkleidungsteil
eingebracht wird und ein ungeregelter Laserstrahl den Materialabtrag
für die
Sollbruchlinie bis zur Barriereschicht bewirkt.
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Hierdurch lässt sich auf einfache Weise
ein exakt definierbares Reißverhalten
der Airbagabdeckung erzielen, da bei deren Herstellung eine genaue Abtragtiefe
durch die Laserstrahlung gewährleistet wird.
Die an dem Fahrzeuginnenverkleidungsteil vorgesehene, gegen die
Abtragwirkung der Laserstrahlung unempfindliche Barriereschicht
wirkt gewissermaßen
als Puffer für
die auftretenden Schwankungen der Laserstrahlung, so dass der Steuerungsaufwand zum
Erhalt einer gewünschten
Bearbeitungstiefe gering bleibt. So lässt sich entlang der Sollbruchlinie
ein gewünschtes,
vorzugsweise sehr gleichmäßiges Reiß- bzw.
Bruchverhalten verwirklichen. Es ist jedoch auch möglich, unter
Berücksichtigung
der Lage der Barriereschicht ein sich entlang der Linie veränderndes
Reißverhalten
vorzugeben. In jedem Fall kann das Niveau der Reißkraft sehr
genau auf ein optimales Entfalten des Airbags abgestimmt werden.
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Eine bisher erforderliche Sensorik
zur Regelung der verbleibenden Restwandstärke, wie beispielsweise bei
dem Verfahren nach der
DE
196 36 429 C1 , wird nicht mehr benötigt. Vielmehr kann bei der
Ansteuerung auf einen solchen Regelungskreis vollkommen verzichtet
werden. Da überdies
die unbearbeitete Seite gegen Durchbrüche geschützt wird, bleibt der optische
Eindruck derselben unbeeinträchtigt,
wodurch sich wiederum der Ausschuss während des Herstellungsprozesses
verringern lässt.
Auf diese Weise lassen sich erhebliche Kosteneinsparungen erzielen.
Die Airbag-Abdeckungen sind unmittelbar an Fahrzeuginnenauskleidungsteilen
ausgebildet, wie beispielsweise an der Armaturenkonsole.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung weisen alle Stellen der Sollbruchlinie, an denen ein
Materialabtrag erfolgt ist, die gleiche Restwandstärke auf.
Dies lässt
sich beispielsweise dadurch realisieren, dass die Barriereschicht
mit einem gleichbleibenden Abstand zu der von der Bearbeitungsseite
abgewandten Außenfläche des
Fahrzeuginnenverkleidungsteils oder auch unmittelbar an dieser Außenfläche vorgesehen
wird. Damit lässt sich
auch über
die gesamte Sollbruchlinie eine gleichbleibende Reißkraft einstellen,
die im Wesentlichen durch die Barriereschicht und das gegebenenfalls
noch vorhandene Material des Fahrzeuginnenverkleidungsteils bestimmt
wird.
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Bei einer Perforation wird die Sollbruchlinie vorzugsweise
durch eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Abtragstellen
in Form von in der Tiefe begrenzten, beispielsweise kreisrunden
Löchern
mit geringen Durchmessern gebildet.
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Dabei beeinflusst die Länge der
jeweils zwischen zwei Perforationslöchern nicht abgetragenen Abschnitte
des Materials die Reißkraft,
die sich jedoch durch gleichmäßige Abstände der
Perforationslöcher
oder auch durch eine durchgehende Schlitzung entlang der Sollbruchlinie
konstant halten lässt.
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Eine deutliche Vereinfachung des
Herstellungsverfahrens kann dadurch erreicht werden, dass die Strahlungsintensität bei der
Laserbearbeitung auf ein konstantes Niveau eingestellt wird. Dieses
Niveau wird so gewählt,
dass bei Lasereinwirkung der Abtrag an dem Material des Fahrzeuginnenverkleidungsteils
(Flachmaterial) hoch, hingegen der Abtrag an dem Material der Barriereschicht
allenfalls gering ist oder gar kein Abtrag erfolgt. Aufgrund der
Barriereschicht kann bei einer konstanten Strahlungsintensität längere Zeit
auf eine abzutragende Stelle eingewirkt werden, ohne dass die Gefahr
eines Durchbruches besteht. Vorzugsweise wird diese Zeitdauer nach
der größten erforderlichen
Abtragsleistung bemessen.
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Bei der Verwendung von beispielsweise
gepulsten Lasern kann mit gleichbleibender Pulsdauer gearbeitet
werden, wobei an einer Abtragstelle in der Regel gleiche Pulszahlen
eingebracht werden. Gegebenenfalls vorgegebene unterschiedliche
Abtragtiefen bis zu der Barriereschicht lassen sich zusätzlich durch
die Anzahl der an der Abtragstelle eingebrachten Pulse einstellen.
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Eine Feinregelung der Pulsdauer ist
aufgrund des Abtragwiderstandes der Barriereschicht nicht nötig. Vorzugsweise
wird jedoch für
alle Abtragstellen die gleiche Pulszahl eingestellt, so dass das Verfahren
ohne vorausgehende Vermessung der Dicke des Fahrzeuginnenverkleidungsteils
auskommt und damit einfach und flexibel ausführbar ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung wird die Barriereschicht lediglich in Bereichen der späteren Laserbearbeitung
bzw. entlang der Sollbruchlinie in das Fahrzeuginnenverkleidungsteil
eingebracht. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Fahrzeuginnenverkleidungsteil
vor oder nach der Herstellung der Sollbruchlinie weiterbearbeitet,
insbesondere weiter umgeformt wird und das Material der Barriereschicht
im Vergleich zu dem Flachmaterial einen erhöhten Umformwiderstand besitzt.
Selbstverständlich
ist eine nachgeordnete Umformung so auszuführen, dass entlang der Sollbruchlinie
keine Schädigung
bzw. keine unerwünschte
Beeinflussung der Reißfestigkeit
auftritt.
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Neben der Möglichkeit, das Flachmaterial mit
der Barriereschicht vollflächig
zu überdecken,
ist aus den vorgenannten Gründen
in einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung empfehlenswert,
die Barriereschicht lediglich in einem die Fläche des Flachmaterials abschnittsweise überdeckenden Musters
angeordnet. Ein solches Muster ist beispielsweise streifenförmig, gitterförmig oder
auch in Form von symmetrischen Teilflächen ausgebildet.
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Diese Vorgehensweise eignet sich
insbesondere für
solche Anwendungsfälle,
bei denen die Fahrzeuginnenverkleidungsteile als Zuschnitte aus
dem bereits mit der Barriereschicht versehenen Flachmaterial geschnitten
werden und die Laserbearbeitung zur Herstellung der Sollbruchstelle
an dem bereits ausgeschnittenen und geformten Zuschnitt erzeugt wird.
Durch die abschnittsweise angeordnete Barriereschicht existieren
eine Vielzahl von Bereichen, in denen eine Sollbruchlinie hergestellt
werden kann.
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Die Einstellung der Reißfestigkeit
entlang der Sollbruchlinie kann beispielsweise auch durch eine Variation
der Dicke der Barriereschicht vorgenommen werden. Eine weitere Einflussmöglichkeit liegt
in der Variation der Lage der Barriereschicht in Dickenrichtung
in dem Fahrzeuginnenverkleidungsteil, so dass von letzterem bei
einer Laserbearbeitung mehr oder weniger Material bestehen bleibt
und sich so folglich eine größere oder
kleinere Restwandstärke
ergibt.
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Wie oben angedeutet, lässt sich
die Reißfestigkeit
zusätzlich
durch die Variation der Lage der Abtragstellen entlang der Laserbearbeitungslinie
beeinflussen, wobei durch ungleichmäßig beabstandete Abtragstellen
auch eine Variation der Reißfestigkeit entlang
der Sollbruchlinie möglich
ist. Zudem kann durch eine ungleichmäßige Beabstandung eine aufgrund
der Raumform der Airbagabdeckung entlang der Sollbruchlinie variierende
Reißfestigkeit
kompensiert oder gegebenenfalls in gewünschter Art und Weise eingestellt
werden. Damit kann auch über
gekrümmte
oder gesickte Flächen
die Reißkraft
an die Erfordernisse der Entfaltung des Airbags gut angepasst werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des
Verfahrens wird als Barriereschicht eine metallische oder auch nichtmetallische
Folie, beispielsweise mittels einer Stempeleinrichtung, in das Flachmaterial
eingedrückt
und mit diesem verbunden, beispielsweise verklebt. Dazu kann ein
geeigneter Haftkleber verwendet werden, es ist aber auch möglich, selbstklebende
Folien zu verwenden.
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In einer weiteren Variante dieser
Vorgehensweise wird die Folie in das noch nicht ausgehärtete Flachmaterial
eingedrückt,
so dass die hierbei vorzugsweise metallische Folie mit dem Flachmaterial selbst
verklebt. Das Ein- bzw. Anbringen der Barriereschicht kann auch
dadurch erfolgen, dass eine metallische oder nichtmetallische Folie
mittels Wärmeeinwirkung
oder Ultraschall mit dem Flachmaterial verbunden, beispielsweise
verschweißt
wird.
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Weiterhin ist es möglich, die
Barriereschicht als flüssigen,
aushärtenden
Polymerwerkstoff auf das Flachmaterial oder umgekehrt einen Polymerwerkstoff
als Flachmaterial auf die Barriereschicht aufzuspritzen. Bevorzugt
werden hierzu solche Flüssigpolymere
verwendet, die sich selbst mit dem Werkstoff des Flachmaterials
verbinden. Andernfalls wird zusätzlich
ein Haftvermittler aufgebracht.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf
Fahrzeuginnenverkleidungsteile aus einem Flachmaterial beschränkt, das
aus einem einzigen homogenen Material besteht. Vielmehr kann das Flachmaterial
auch durch Überlagerung
und Verbindung von mehreren Schichten gegebenenfalls unterschiedlicher
Materialien hergestellt werden, wobei dann die Barriereschicht zwischen
zwei dieser Schichten eingeordnet werden kann. Zur Anbringung bzw.
Einbettung der Barriereschicht kann die gleiche Technologie verwendet
werden, wie zur Verbindung der einzelnen Schichten des Flachmaterials.
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Nachfolgend wird nun die Erfindung
anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die
Zeichnung zeigt eine Teilansicht entlang einer Sollbruchlinie eines
Fahrzeuginnenverkleidungsteiles im Schnitt.
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Zu erkennen ist ein Fahrzeuginnenverkleidungsteil 1 bestehend
aus einem drei Schichten a, b, c umfassenden Flachmaterial, wobei
lediglich ein Ausschnitt entlang einer Sollbruchlinie S dargestellt ist.
Das Fahrzeuginnenverkleidungsteil 1 ist ein an die Einbauverhältnisse
angepasstes Formteil, beispielsweise eine Armaturenkonsole, die
aus einem Flachmaterial geformt worden ist.
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In dem Fahrzeuginnenverkleidungsteil 1 ist eine
integrale Airbagabdeckung ausgebildet, hinter der ein Airbagmodul
sitzt. Die Form der Airbagabdeckung wird dabei durch die Sollbruchlinie
S definiert. Bei einem Auslösen
des Airbagmoduls wird die Airbagabdeckung infolge der Expansion
des Airbags aufgesprengt, wobei das Fahrzeuginnenverkleidungsteil 1 entlang
der Sollbruchlinie S bricht. Diese Sollbruchlinie S ist in dem Fahrzeuginnenverkleidungsteil 1 auf
der Seite des Airbagmoduls ausgebildet und reicht mit seiner Tiefe
bis zu einer Barriereschicht 3, die in das Fahrzeuginnenverkleidungsteil 1 eingebettet
ist. Die Barriereschicht 3 ist entlang der Sollbruchlinie
S nicht durchbrochen.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich,
besteht das Flachmaterial aus drei Schichten a, b und c, wobei die
Barriereschicht 3 in die dritte Schicht c des Flachmaterials
eingebettet ist.
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Die Sollbruchlinie S entsteht durch
Abtrag von Flachmaterial durch Einwirkung eines Laserstrahls von
der Außenfläche 4 her.
Die Intensität
der auf das Flachmaterial einwirkenden Laserstrahlung ist dabei
so gesteuert, dass aufgrund der eingebrachten Energie der Abtrag
bis zu der Barriereschicht 3 erfolgt, letztere hingegen
nicht oder allenfalls geringfügig
abgetragen wird.
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Zu diesem Zweck bestehen das Flachmaterial
und die Barriereschicht 3 aus Materialien, die einen deutlich
unterschiedlichen Widerstand gegen einen Laserabtrag aufweisen.
Insbesondere ist hier der Widerstand des Flachmaterials geringer
als derjenige des Materials der Barriereschicht 3.
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Die Barriereschicht 3 verhindert
somit bei der Laserbearbeitung einen Durchbruch zu der Außenfläche 5 des
Fahrzeuginnenverkleidungsteils 1, welche der bearbeiteten
Außenfläche 4 gegenüberliegt.
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Bei dem Flachmaterial des Ausführungsbeispiels
besteht die fahrzeuginnenraumseitige, steife Trägerschicht c aus Polyurethan
(PU) oder einem Holzformstoff, die mittlere Schicht b aus einem
weichen Schaumstoff wie beispielsweise Polyethylen (PE) und die
Schicht a auf der Seite des Airbagmoduls aus einer Kunststoff-Folie,
etwa aus einem thermoplastischen Polyolefin (TPO).
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Zur Ausbildung der Sollbruchlinie
S wird das Fahrzeuginnenverkleidungsteil 1 entlang einer
Umrisslinie der Airbagabdeckung mit einem CO2-Laser bei
einer Wellenlänge
von 10,6 μm
bearbeitet, indem entlang der Umrisslinie eine Vielzahl von nebeneinander
angeordneten Abtragstellen 2 in Form von kleinen Sacklöchern nacheinander
hergestellt werden. Der Abstand zwischen benachbarten Abtragstellen 2 beträgt 0,5 mm.
Infolge des Energieeintrages verdampft das Flachmaterial an den
Abtragstellen 2. Die Barriereschicht 3, die in
einem gleichbleibenden Abstand zu der Außenfläche 5 des Fahrzeuginnenverkleidungsteils 1 liegt,
wird hingegen nicht abgetragen.
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Wie weiter erkennbar ist, bleibt
an jeder Abtragstelle 2 entlang der Sollbruchlinie S eine
definierte Restwandstärke
d erhalten, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel für sämtliche
Abtragstellen 2 gleich groß ist. Die hohe Genauigkeit
der Restwandstärke
d ermöglicht
eine definierte Reiß-
bzw. Bruchfestigkeit innerhalb eines engen Toleranzbereiches. Überdies
sind die Abtragstellen 2 an der Außenfläche 5, die der bearbeiteten
Außenfläche 4 gegenüberliegt,
visuell nicht wahrnehmbar.
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Die einzelnen Abtragstellen 2 sind,
wie oben bereits erwähnt,
durch regelmäßig entlang
der Sollbruchlinie S angeordnete Einzellöcher gebildet. In Abwandlung
des Ausführungsbeispieles
können
diese Abtragstellen 2 auch als sich in Richtung der Sollbruchlinie
S erstreckende Langlöcher
ausgebildet werden. Alternativ kann eine Abtragstelle 2 als
eine ununterbrochene Linie entlang der Sollbruchlinie S vorgesehen
werden. Auch kann der Abstand zwischen den einzelnen Abtragstellen 2 variieren,
um ein besonders definiertes Reißverhalten entlang der Sollbruchlinie
einzustellen. Letztere verläuft
nicht notwendigerweise geradlinig, sondern kann eine beliebig gekrümmte Kurvenform,
insbesondere auch geschlossen umlaufend, bilden.
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Weiterhin ist es möglich, die
Barriereschicht 3 an der Außenfläche 5 des Fahrzeuginnenverkleidungsteils 1 anzubringen,
so dass in diesem Fall dann allein die Dicke der Barriereschicht 3 die
Restwandstärke
d bestimmt. Auch kann die Barriereschicht 3 in eine der
beiden anderen Schichten a und b des Flachmaterials eingebettet
oder aber zwischen zwei benachbarte der hier dargestellten Schichten
a, b und c eingeordnet werden.
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Die Dicke der Barriereschicht 3 sowie
ihre physikalischen Eigenschaften werden in Abhängigkeit der Anforderungen
an die Reiß-
bzw. Bruchfestigkeit der Sollbruchlinie S und des erforderlichen
Energieniveaus der Laserstrahlung zum Abtrag des Flachmaterials
und zum Stoppen des Abtrages an der Barriereschicht 3 bestimmt.
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Wie der Zeichnung entnommen werden kann,
erstreckt sich die Barriereschicht 3 lediglich im Bereich
der Sollbruchlinie 5 und parallel zu der nicht bearbeiteten
Außenfläche 5 des
Fahrzeuginnenverkleidungsteils 1. Die Barriereschicht 3 ist
in diesem Fall bereits während
der Herstellung des Flachmaterials für das Fahrzeuginnenverkleidungsteil 1 an
dem vorherbestimmten Ort der Sollbruchstelle entsprechend der benötigten Größe und Form
vorgesehen worden. Sie kann dabei das gesamte Fahrzeuginnenverkleidungsteil 1 abdecken
oder aber auch lediglich unmittelbar unter der Sollbruchlinie S
streifenförmig
angeordnet werden.
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Es ist jedoch auch möglich, das
mit der Barriereschicht 3 versehene Flachmaterialzunächst als platten-
oder folienartiges Rohmaterial herzustellen, an dem streifenförmige, gitterförmige oder
flächenhafte
Barriereschicht-Anordnungsmuster vorgesehen sind. Dies ist insbesondere
dort vorteilhaft, wo der Ort und die Geometrie der Sollbruchlinie
S bei der Herstellung des Flachmaterials noch nicht festliegt, jedoch
eine vollflächige Überdeckung
mit einer Barriereschicht 3 nicht gewünscht wird.
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Das gewünschte Formteil bzw. ein entsprechendes
Formstück
wird dann an dem Rohmaterial derart aufgemessen, dass die gewünschte Sollbruchlinie
S sich im Bereich über
der Barriereschicht 3 befindet.
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Das Einbringen der Barriereschicht 3 in
das Flachmaterial erfolgt vorteilhafterweise bereits bei der Herstellung
des Flachmaterials, wobei die hierzu verwendete Technologie durch
die Materialeigenschaften des Materials der Barriereschicht 3 wie
auch des Flachmaterials bestimmt wird.
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So ist es beispielsweise möglich, metallische oder
auch nichtmetallische Folien als Barriereschicht 3 in Form
von selbsthaftenden Folien oder auch Folien mit Zusatzkleber über eine
Stempeleinrichtung in das Flachmaterial einzudrücken und zu fixieren.
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Gegebenenfalls erfolgt dies bereits
in einem noch nicht ausgehärtetem
Zustand des Flachmaterials in eine der Schichten a, b oder c desselben,
wobei die Folie dann mit dem Material der Schicht a, b oder c selbst
verklebt.
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Eine weitere Möglichkeit insbesondere zum Einbetten
nichtmetallischer Folien besteht in dem An- bzw. Aufschweißen der
Barriereschicht 3 mittels einer Wärmeplatte oder einer Ultraschalleinrichtung.
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Die Barriereschicht 3 kann
auch durch Aufspritzen eines zunächst
flüssigen
Polymermaterials auf eine Schicht a, b oder c des Flachmaterials
erfolgen, die nach dem Aufspritzen aushärtet. Gegebenenfalls werden
zur Verbindung des Flachmaterials und des flüssigen Polymers für die Barriereschicht 3 zusätzlich geeignete
Haftmittler eingesetzt.
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Eine weitere Technologie zum Einbringen der
Barriereschicht 3 besteht in der Verwendung eines Materials,
das dem Flachmaterial bzw. dessen Schichtmaterial a, b bzw. c systemähnlich ist,
so dass die Barriereschicht 3 wie eine Schicht a, b oder
c des Flachmaterials an- oder eingefügt werden kann.
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Zur Herstellung des Fahrzeuginnenverkleidungsteils 1 wird
ein Zuschnitt des mit der Barriereschicht 3 versehenen
Flachmaterials mittels Laserbearbeitung mit einer Sollbruchlinie
S versehen. Dazu wird das bereits geformte Fahrzeuginnenverkleidungsteil 1 mit
einer Vorschubeinrichtung, wie beispielsweise einem Roboterarm relativ
zu einem Laserstrahl bewegt.
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Die erforderliche Strahlungsenergie
für den pulsweise
oder aber auch kontinuierlich ablaufenden Abtrag entlang der Sollbruchlinie
5wird material- und laserspezifisch bestimmt. Der Ablauf der Laserbearbeitung
erfolgt programmgesteuert, beispielsweise indem der pulsweise betriebene
Laser mit seinem Strahl an einer Abtragstelle 2 positioniert
wird und eine vorbestimmte Anzahl von Laserpulsen ausgelöst wird.
Anschließend
wird die nächste
Abtragstelle 2 angesteuert. Dabei werden alle Abtragstellen 2 mit der
gleichen Pulszahl bearbeitet, wobei jeder Puls den gleichen Energieinhalt
und die gleiche Dauer aufweist. Die Anzahl der Pulse wird an der
größten Abtragtiefe
orientiert, so dass auch bei Schwankungen der Dicke des Flachmaterials
ein Abtrag bis zu der Barriereschicht 3 gewährleistet
und damit die gewünschte
Restwandstärke
d an allen Stellen sicher eingehalten werden kann.
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Bei einem Strichbetrieb, d. h. bei
kontinuierlich eingeschaltetem Laser, wird der Laserstrahl mit einem
vorgegebenen Geschwindigkeitsprofil entlang der Sollbruchlinie S
relativ zu dem Fahrzeuginnenverkleidungsteil 1 verfahren.
Zur Erzeugung des in der Zeichnung dargestellten Lochmusters wird
der Laserstrahl an den einzelnen Abtragstellen 2 für eine vorgegebene
Verweilzeit angehalten, wobei deren Dauer an der größten benötigten Zeit
orientiert wird, welche erforderlich ist, um einen vollständigen Materialabtrag
bis zu der Barriereschicht 3 in allen Fällen sicher zu gewährleisten.
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Das auf diese Art und Weise hergestellte Fahrzeuginnenverkleidungsteil 1 zeichnet
sich durch ein sehr gut einstellbares Reiß- und Bruchverhalten entlang
der Sollbruchlinie S aus, deren Eigenschaften bei einer Serienfertigung
in einem sehr engen Toleranzbereich reproduzierbar sind. Trotz der
erzielbaren hohen Genauigkeit des Reiß- und Bruchverhaltens bleibt
der Steuer- und Regelaufwand bei der Herstellung gering.
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In einer von dem vorbeschriebenen
Ausführungsbeispiel
abweichenden Ausgestaltungsvariante der Erfindung wird zunächst eine
Folie, die aus einem ein- oder
mehrschichtigen Flachmaterial und einer Barriereschicht 3 gebildet
ist, in der genannten Weise perforiert und diese dann auf eine schon
räumlich
geformte Trägerschicht
aufgebracht, wobei sich in einer ganz speziellen Ausführung zwischen
der Folie und der Trägerschicht
der Airbag befinden kann.
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- 1
- Fahrzeuginnenverkleidungsteil
- 2
- Abtragstelle
- 3
- Barriereschicht
- 4
- Außenfläche an der
Bearbeitungsseite des
-
- Fahrzeuginnenverkleidungsteils
- 5
- Außenfläche gegenüber der
Bearbeitungsseite des
-
- Fahrzeuginnenverkleidungsteils
- a,
b, c
- Schicht
des Flachmaterials
- d
- Restwandstärke in der
Sollbruchlinie
- S
- Sollbruchlinie