DE10055546A1 - Airbag-Verkleidung mit Schwächungsstrukturen sowie Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung der Schwächungsstrukturen - Google Patents
Airbag-Verkleidung mit Schwächungsstrukturen sowie Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung der SchwächungsstrukturenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Airbag-Verkleidung (3) mit Schwächungsstrukturen (2) sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung (1) zur Erzeugung der entlang einer Sollbruchlinie verlaufenden Schwächungsstrukturen (2). Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung (1) werden entlang der Sollbruchlinie mittels eines Stanzwerkzeugs (4) an der Innenseite der Airbag-Verkleidung (3) die Schwächungsstrukturen (2) bildende Ausnehmungen (2a) erzeugt.
Description
Die Erfindung betrifft eine Airbag-Verkleidung mit Schwächungsstrukturen
sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung der Schwächungs
strukturen.
Derartige Airbag-Verkleidungen sind beispielsweise von Armaturentafeln, Tür-
oder Seitenverkleidungen für Kraftfahrzeuge gebildet. Eine solche Airbag-
Verkleidung ist von wenigstens einer Deckfolie gebildet. An dieser sind ent
lang einer Sollbruchlinie verlaufende Schwächungsstrukturen eingearbeitet,
welche eine Airbag-Abdeckung eines Airbags definieren.
Bei Auslösen eines Airbags bricht die Airbag-Verkleidung entlang der Soll
bruchlinie auf, so dass die Airbag-Abdeckung vom Rest der Airbag-
Verkleidung abgelöst wird und durch die auf diese Weise gebildete Öffnung
der Airbag beim Aufblasen austreten kann.
Die für die Herstellung von Airbag-Verkleidungen verwendeten bekannten
Deckfolien in Form von Kunststoff-Folien aus PVC oder anderen für Airbag-
Verkleidungen geeigneten Materialien, beziehungsweise TPU- oder TPO-
Slushhäuten aus Polyurethan oder anderen halogenfreien Kunststoffen weisen
zur Bildung beziehungsweise Definition der Airbag-Abdeckung als Schwä
chungsstruktur eine Materialschwächung gegenüber dem Rest der Deckfolie
auf, welche eine Sollbruchlinie zum kontrollierten Aufreißen der Deckfolie im
Falle des Auslösens des Airbags bildet. Diese Sollbruchlinie in Form einer in
der Regel kontinuierlichen Materialschwächung wird entweder auf der Vorder
seite oder auf der Rückseite der Deckfolie eingebracht. Bei einem Einbringen
der Sollbruchlinie im Sichtbereich der Deckfolie, wie es beispielsweise aus der
DE 197 32 767 C2 bekannt ist, wird die Sollbruchlinie als bewusstes Stilmittel
eingesetzt, indem die Sollbruchlinie eine Schattenfuge bildet, welche die Air
bag-Abdeckung bewusst vom Rest, beispielsweise der Armaturentafel, ab
grenzt.
Nicht immer ist es aber aus optischen Gründen erwünscht, dass der Benutzer
des Kraftfahrzeuges erkennt, an welcher Stelle beispielsweise die Airbag-
Abdeckung angeordnet ist.
Die Schwächungsstrukturen verlaufen dann entlang der Sollbruchlinie an der
Innenseite der Airbag-Verkleidung, so dass diese von der Außenseite der Air
bag-Verkleidung nicht zu erkennen sind.
Aus der DE 196 36 428 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, welche einen Laser
zur Erzeugung von Schwächungsstrukturen in Form von Perforationslinien
aufweist. Dabei werden mittels des Lasers in vorgegebenen Abständen Sacklö
cher in die Airbag-Verkleidung eingebrannt.
Problematisch hierbei ist, dass die Laserleistung genau eingestellt werden
muss, um die gewünschten Tiefen der einzelnen Sacklöcher zu erzielen. Typi
scherweise müssen hierfür umfangreiche Vermessungen vorgenommen wer
den, wobei insbesondere die Lichtmenge registriert wird, welche die Airbag-
Verkleidung durchdringt. Dies erfordert einen erheblichen technischen Auf
wand sowie einen beträchtlichen Wartungs- und Kostenaufwand.
Aus der WO 98/41425 ist eine Vorrichtung bekannt, bei welcher durch Was
serstrahl-Schneiden eine Schwächungslinie in einer Airbag-Verkleidung er
zeugt wird.
Aus der US 5,217,244 ist eine Präzisionsschneidvorrichtung zur Erzeugung
von Schwächungslinien in einer Airbag-Verkleidung bekannt. Diese Vorrich
tung weist ein Schneidmesser auf, welches an der Innenseite der Airbag-
Verkleidung anliegend entlang der Sollbruchlinie geführt wird. Dabei wird das
Schneidmesser durch die Airbag-Verkleidung durchgezogen, so dass entlang
der Sollbruchlinie eine Schnittlinie vorgegebener Tiefe entsteht.
Bekannt ist außerdem, dass sich mit einem kalten Schneidmesser in Material
schichten aus TPU, TPO, TPE-E und PVC Schwächungslinien einbringen las
sen, während sich heiße Schneidmesser nur für TPU, TPO und TPE-E Materi
alien verwenden lassen, da bei PVC-Folien die Schwächungslinien unter Ein
fluss von Wärme wieder zufließen können.
Bei derartigen Verfahren zur Erzeugung von Schwächungsstrukturen wird typi
scherweise als Deckfolie eine etwa 0,8 bis 1,0 mm dicke PVC-Folie oder TPU-
Slushhaut im Bereich des Schnittes auf etwa 0,3 bis 0,4 mm reduziert.
Derartige Schnitttiefen gewährleisten zwar ein Aufreißen der Airbag-
Abdeckung bei Auslösen eines Airbags, jedoch muss dafür in Kauf genommen
werden, dass der Verlauf der die äußeren Abmaße der Airbag-Abdeckung defi
nierenden Sollbruchlinie nicht völlig zu verbergen ist. Dies beruht darauf, dass
im Bereich der Schnittführung das Material so durchgedrückt wird, dass eine
Art Naht von außen sichtbar bleibt. Insbesondere entsteht durch Temperatur
schwankungen eine Art Kräuselnaht, welche den Verlauf der Sollbruchlinie
verrät.
Zudem ist nachteilig, dass mit kontinuierlichen Schnitten hergestellte Schwä
chungsstrukturen kein kontrolliertes Aufreißverhalten der Airbag-Abdeckungen
erhalten wird.
Insbesondere kann es bei einem Aufreißen der Airbag-Abdeckung zu unkon
trolliertem Wegplatzen von Kunststoffmaterial kommen, so dass Fahrzeugin
sassen durch herumspritzendes Kunststoffmaterial verletzt werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Airbag-Verkleidung mit
Schwächungsstrukturen bereitzustellen, welche von der Außensichtseite der
Airbag-Verkleidung nicht sichtbar sind und dabei ein gutes Aufreißverhalten
aufweisen.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale der Ansprüche 1, 5, 23 und 35
vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildun
gen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Airbag-Verkleidung weist eine Deckfolie aus Kunststoff
auf, in deren Rückseite Schwächungsstrukturen in Form einer Sollbruchlinie
eingearbeitet sind. Alternativ können auch Deckfolien aus Leder verwendet
werden.
Erfindungsgemäß werden entlang der Sollbruchlinie mittels eines Stanzwerk
zeugs an der Innenseite der Airbag-Verkleidung Ausnehmungen erzeugt, wel
che die Schwächungsstrukturen bilden. Hierzu wird das Stanzwerkzeug mit
einer vorgegebenen Vorschubgeschwindigkeit entlang der Sollbruchlinie be
wegt. Dabei wird das Stanzwerkzeug mit einer vorgegebenen Taktrate in die
Airbag-Verkleidung eingestoßen.
Durch eine geeignete Abstimmung der Vorschubgeschwindigkeit zur Taktrate
können in der Airbag-Verkleidung Schwächungsstrukturen sowohl in Form
von kontinuierlichen Schwächungslinien als auch in Form von Perforationsli
nien erzeugt werden. Des Weiteren können dadurch die Formen und Profile der
Ausnehmungen variiert werden.
Durch eine geeignete Wahl der Folge der Ausnehmungen sowie deren Tiefen
kann die jeweilige Schwächungsstruktur so ausgebildet werden, dass diese von
der Außenseite der Airbag-Verkleidung nicht sichtbar ist. Dabei kann der
Stanzprozess auf einfache Weise bezüglich der Eindringtiefe des Stanzwerk
zeugs kontrolliert werden, so dass eine hohe Qualität der Schwächungsstruktur
bei gutem Aufreißverhalten erhalten wird.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform besteht die Sollbruchlinie
aus Ausnehmungen, die jeweils durch einen Steg getrennt sind. Dabei sind die
Abmessungen der Ausnehmungen, insbesondere deren Tiefen in der Deckfolie,
sowie die Abmessungen der Stege durch eine geeignete Steuerung des Stanz
vorgangs auf einfache Weise einstellbar und an verschiedene Materialien der
Airbag-Verkleidung anpassbar.
Besonders vorteilhaft sind die Ausnehmungen so dimensioniert, dass in deren
Bereich die Dicke der Restwandung der Deckfolie bis auf etwa 0,1 mm redu
ziert ist. In den Bereichen der Stege bleibt dagegen die Dicke der Deckfolie
vollständig oder nahezu vollständig erhalten und verleiht der Sollbruchlinie
eine hinreichende Stabilität, die ein Auseinanderklappen der Vertiefungen im
Bereich der Sollbruchlinie verhindert, so dass die Materialschwächung von
außen nicht sichtbar ist.
Insbesondere ist vorteilhaft, dass bei hinterschäumten Deckfolien kein Volllau
fen der Schwächungsstrukturen mit Schaum auftritt. Zudem zeigen hinter
schäumte Deckfolien selbst bei Restwandstärken von 0,1 mm nach 500 Stun
den Wärmelagerung bei 120°C kein Durchzeichnen der Schwächungslinien auf
der äußeren Oberfläche.
Ferner ermöglichen die Stege ein noch besseres Aufreißverhalten im Fall des
Auslösens eines Airbags als dies bislang möglich war. Dies beruht darauf, dass
die Stege mit den Ausnehmungen eine diskontinuierliche Perforation bilden,
wodurch die Airbag-Abdeckung bei Auslösen des Treibsatzes des Airbags
kontrolliert wie ein Reißverschluss entlang der Sollbruchlinie aufreißt. Dabei
hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Ausnehmungen so in die
Deckfolie einzubringen, dass die Abstände zwischen benachbarten Stegen im
Bereich zwischen 0,1 und 2,0 mm und besonders bevorzugt im Bereich von 0,9
bis 1,2 mm liegen.
Insbesondere wird bei der Verwendung von Deckfolien aus TPU, TPO oder
TPE-E auch bei tiefen Temperaturen, z. B. bei 35°C, ein kontrolliertes, defi
niertes und vor allen Dingen ein partikelflugfreies Aufreißen der Airbag-
Abdeckung erhalten.
Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 Schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der
erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung von Schwä
chungsstrukturen in einer Airbag-Verkleidung mittels eines
Stanzwerkzeugs.
Fig. 2
a) Positionen des Stanzwerkzeugs gemäß Fig. 1 bei drei auf einanderfolgenden Stanzvorgängen für eine erste Einstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
b) Schematische Darstellung der mit der Einstellung der Vor richtung gemäß Fig. 2a erhaltenen Schwächungsstrukturen.
a) Positionen des Stanzwerkzeugs gemäß Fig. 1 bei drei auf einanderfolgenden Stanzvorgängen für eine erste Einstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
b) Schematische Darstellung der mit der Einstellung der Vor richtung gemäß Fig. 2a erhaltenen Schwächungsstrukturen.
Fig. 3
a) Positionen des Stanzwerkzeugs gemäß Fig. 1 bei drei auf einanderfolgenden Stanzvorgängen für eine zweite Einstel lung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
b) Schematische Darstellung der mit der Einstellung der Vor richtung gemäß Fig. 3a erhaltenen Schwächungsstrukturen.
a) Positionen des Stanzwerkzeugs gemäß Fig. 1 bei drei auf einanderfolgenden Stanzvorgängen für eine zweite Einstel lung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
b) Schematische Darstellung der mit der Einstellung der Vor richtung gemäß Fig. 3a erhaltenen Schwächungsstrukturen.
Fig. 4 Erstes Ausführungsbeispiel einer Sollbruchstelle einer die
erfindungsgemäße Airbag-Verkleidung bildenden Deckfolie
im Längsschnitt.
Fig. 5 Zweites Ausführungsbeispiel einer Sollbruchstelle einer die
erfindungsgemäße Airbag-Verkleidung bildenden Deckfolie
im Längsschnitt.
Fig. 6 Drittes Ausführungsbeispiel einer Sollbruchstelle einer die
erfindungsgemäße Airbag-Verkleidung bildenden Deckfolie
im Längsschnitt.
Fig. 7-10 Makrophotografische Darstellungen von weiteren Ausführungsbeispielen
der erfindungsgemäßen Deckfolie.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1
zur Erzeugung von einer entlang einer Sollbruchlinie verlaufenden Schwä
chungsstrukturen 2 in einer Airbag-Verkleidung 3.
Die Airbag-Verkleidung 3 ist beispielsweise von einer Instrumententafel gebil
det, die im Innenraum eines Kraftfahrzeugs installiert wird. Die Airbag-
Verkleidung 3 besteht im Wesentlichen aus einer Deckfolie aus Kunststoff.
Dabei kann die Deckfolie insbesondere als Folie oder Slushhaut ausgebildet
sein. Vorzugsweise besteht die Deckfolie aus TPU, TPO oder PVC.
Die entlang der Sollbruchlinie verlaufenden Schwächungsstrukturen 2 begren
zen eine Airbag-Abdeckung. Bei einer im Kraftfahrzeug eingebauten Airbag-
Verkleidung 3 befindet sich ein Airbag hinter der Airbag-Abdeckung. Durch
das Auslösen des Airbags werden die Schwächungsstrukturen 2 aufgerissen, so
dass die Airbag-Abdeckung abgelöst wird und sich der aufgeblasene Airbag
durch die so gebildete Öffnung hindurch entfalten kann.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 werden die Schwächungsstrukturen
2 an der Innenseite der Airbag-Verkleidung 3 so angebracht, dass diese von der
Außenseite der Airbag-Abdeckung nicht sichtbar sind.
Die Airbag-Verkleidung 3 liegt auf einer nicht dargestellten Aufnahmeform mit
nach oben liegender Innenseite auf und ist dort mittels ebenfalls nicht darge
stellten Befestigungsmitteln fixiert. Dabei ist die Aufnahmeform an die Form
der Airbag-Verkleidung 3 angepasst, so dass die Airbag-Verkleidung 3 dicht
und formschlüssig über ihre gesamte Fläche auf der Aufnahmeform aufliegt.
Die Vorrichtung 1 umfasst ein Stanzwerkzeug 4 welches mit vorgegebener
Vorschub-Geschwindigkeit entlang der Sollbruchlinie bewegt wird und wel
ches mit einer Taktrate in die Airbag-Verkleidung 3 gestoßen wird. Die da
durch erzeugten Schwächungsstrukturen 2 sind insbesondere als Ausnehmun
gen 2a ausgebildet, die durch Stege 2b getrennt sind.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Stanzwerkzeug 4 eine Klinge 5
auf, welche über eine Halterung 6 mit einem Exzenter 7 verbunden ist. Die
Klinge 5 steht im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der Airbag-
Verkleidung 3 und wird durch die Bewegung des Exzenters 7 in die Airbag-
Verkleidung 3 gestoßen. Die Klinge 5 besteht vorzugsweise aus einem Hart
metall wie Wolframkarbid oder aus HSS.
Das Stanzwerkzeug 4 mit dem Exzenter 7 ist an eine CNC-Steuerung 8 ange
schlossen, welche die Bewegung der Klinge 5 und des Exzenters 7 steuert. Bei
dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die CNC-Steuerung 8 als
3-Achs-Steuerung ausgebildet. Alternativ kann auch eine 5-Achs-Steuerung
vorgesehen sein.
Mittels der CNC-Steuerung 8 ist das Stanzwerkzeug 4 wie in Fig. 1 darge
stellt in einer horizontalen Ebene in x- und y-Richtung bewegbar. Dadurch
kann das Stanzwerkzeug 4 über die CNC-Steuerung 8 gesteuert entlang der
Sollbruchlinie der Airbag-Verkleidung 3 mit einer vorgebbaren Vorschubge
schwindigkeit bewegt werden.
Zudem kann das Stanzwerkzeug 4 mit dem Exzenter 7 über die CNC-
Steuerung 8 in seiner Höhe verstellt werden, so dass der Abstand ZH der Klinge
5 zu der Oberfläche der Airbag-Verkleidung 3 einstellbar ist. Dieser Abstand
bestimmt die Eindringtiefe des Stanzwerkzeugs 4 in die Airbag; Verkleidung 3.
Der Abstand ZH ist so gewählt, dass die Klinge 5 in ihrer höchsten Position am
Exzenter 7 dicht oberhalb der Oberfläche der Airbag-Verkleidung 3 liegt und in
ihrer tiefsten Position mit einer vorgegebenen Eindringtiefe in die Airbag-
Verkleidung 3 gestoßen ist. Die Eindringtiefe ergibt sich durch den Abstand ZH
sowie den Hub ZO der Auslenkbewegung der Klinge 5 am Exzenter 7.
Schließlich ist über die CNC-Steuerung 8 die Klinge 5 auch um ihre vertikal
verlaufende Längsachse drehbar. Dadurch kann die Klinge 5 während der Vor
schubbewegung in geeigneter Weise ausgerichtet werden. Zweckmäßigerweise
wird die Klinge 5 jeweils so ausgerichtet, dass diese längs der durchfahrenen
Sollbruchlinie geführt ist.
Die Form der Klinge 5 ist insbesondere aus den Fig. 2a und 3a ersichtlich.
Die Klinge 5 weist einen blattförmigen Aufbau auf, wobei die Breite der Klin
ge 5 an ihrem oberen Ende konstant ist. An einem Seitenrand weist die Klinge
5 eine Abschrägung auf, die auf den unteren Rand der Klinge 5 zuläuft, so dass
sich die Klinge 5 zu ihrem unteren Ende hin verjüngt.
Der untere Rand der Klinge 5 bildet eine ebene, horizontal verlaufende Kante,
die als eine erste Schneidfläche ausgebildet ist. Mit dieser Schneidfläche wird
die Klinge 5 in die Airbag-Verkleidung 3 gestoßen.
Zudem ist der Rand der Klinge 5 im Bereich der Abschrägung als zweite
Schneidfläche ausgebildet.
Da die Klinge 5 zu ihrem unteren Ende keine Spitze sondern eine horizontal
verlaufende Schneidfläche aufweist, ist die Klinge 5 beim Einstoßen in die
Airbag-Verkleidung 3 nur einem relativ geringen Verschleiß unterworfen. Die
entlang der Abschrägung verlaufende zweite Schneidfläche erleichtert das Ein
dringen der Klinge 5 in die Airbag-Verkleidung 3. Prinzipiell kann die Klinge 5
auch an beiden Rändern abgeschrägt sein.
Die Länge der ersten Schneidfläche liegt etwa bei 0,5 mm. Der Hub ZO der
Hubbewegung des Exzenters 7 liegt in der Größenordnung von 1 mm. Zweck
mäßigerweise ist die Länge der zweiten Schneidfläche erheblich größer als ZO,
so dass bei Erzeugen der Ausnehmung 2a in der Airbag-Verkleidung 3 mittels
der Klinge 5 die zweite Schneidfläche über die gesamte Höhe der Ausnehmung
2a an einem ihrer Ränder aufliegt.
In der CNC-Steuerung 8 wird insbesondere das Verhältnis der Vorschubge
schwindigkeit der Klinge 5 zu der Taktrate der Hubbewegung des Exzenters 7
eingestellt. Durch eine geeignete Einstellung dieses Verhältnisses können un
terschiedliche Schwächungsstrukturen 2 in der Airbag-Verkleidung 3 erzeugt
werden.
Beispiele hierfür sind in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Bei dem in Fig. 2a
dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Klinge 5 mit einer vorgegebenen
Vorschubgeschwindigkeit in Pfeilrichtung bewegt. Dabei ist die Klinge 5 in
ihren Positionen bei drei aufeinander folgenden Stanzvorgängen dargestellt.
Vorzugsweise ist dabei jeweils die Klinge 5 in ihrer tiefsten Position darge
stellt.
Wie aus Fig. 2a ersichtlich ist die Vorschubgeschwindigkeit im Verhältnis
zur Taktrate des Exzenters 7 so klein gewählt, dass die von der Klinge 5 zwi
schen zwei Stanzvorgängen entlang der Sollbruchlinie zurückgelegte Strecke
kleiner ist als die Länge der ersten Schneidfläche am unteren Rand der Klinge
5. Damit überlappen die jeweils bei aufeinander folgenden Stanzvorgängen
erzeugten Materialschwächungen in der Airbag-Verkleidung 3, so dass als
Schwächungsstruktur 2 eine kontinuierliche Schwächungslinie erhalten wird.
Durch eine genaue Vorgabe der Vorschubgeschwindigkeit zur Taktrate kann
insbesondere auch der Grad der überlappenden benachbarten Materialschwä
chungen genau eingestellt werden.
Die mit der Einstellung gemäß Fig. 2a erzeugte kontinuierliche Schwä
chungslinie ist in Fig. 2b schematisch dargestellt.
Bei dem in Fig. 3a dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Klinge 5 mit
einer größeren Vorschubgeschwindigkeit in Pfeilrichtung bewegt. Die Klinge 5
ist wiederum in ihren Positionen bei drei aufeinander folgenden Stanzvorgän
gen dargestellt. Wie aus Fig. 3a ersichtlich ist nun die Vorschubgeschwin
digkeit so groß gewählt, dass die von der Klinge 5 zwischen zwei Stanzvorgän
gen zurückgelegte Strecke größer ist als die Breite der Klinge 5 und insbeson
dere auch die Länge der ersten Schneidfläche. Damit überlappen die jeweils bei
aufeinander folgenden Stanzvorgängen erzeugten Materialschwächungen nicht
mehr, so dass als Schwächungsstruktur 2 die in Fig. 3b dargestellte Folge von
durch Stege 2b getrennten Ausnehmungen 2a erhalten wird. Die Längen der
einzelnen Ausnehmungen 2a werden durch die Form der Klinge 5 sowie deren
Eindringtiefe in die Airbag-Verkleidung 3 vorgegeben, welche wiederum von
den Abstandsparametern ZO und ZH abhängt.
Die Stege 2b zwischen den Ausnehmungen 2a werden über das Verhältnis der
Vorschubgeschwindigkeit der Klinge 5 zur Taktrate des Exzenters 7 vorgege
ben. Je größer dieses Verhältnis ist, desto breiter werden die Stege 2b zwi
schen den Ausnehmungen 2a.
Ein typischer Wert für die Taktrate des Exzenters 7 und damit für die Taktrate
der Stanzvorgänge liegt bei 200 Hz. In diesem Fall werden zur Erzeugung von
als Perforationslinien ausgebildeten Schwächungsstrukturen 2 Vorschubge
schwindigkeiten gewählt, die im Bereich zwischen 10 m/min und 20 m/min
liegen. Sollen dagegen als kontinuierliche Schwächungslinien ausgebildete
Schwächungsstrukturen 2 erzeugt werden, so beträgt die Vorschubgeschwin
digkeit maximal etwa 5 m/min und vorzugsweise etwa 1 m/min.
Zweckmäßigerweise ist der Exzenter 7 und dessen Ansteuerung so ausgebildet,
dass die Klinge 5 mit hohen Beschleunigungen und Geschwindigkeiten in die
Airbag-Verkleidung 3 gestoßen wird, so dass das Material der Airbag-
Verkleidung 3 aufgrund der Massenträgheit der eindringenden Klinge 5 nicht
ausweichen kann. Durch ein derartiges Ausweichen bestünde die Gefahr, dass
sich das Material bei Eindringen der Klinge 5 komprimiert und nach dem
Stanzvorgang ungestanzt wieder entspannt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Vor
schubgeschwindigkeit und die Taktrate der Hubbewegung des Exzenters 7 so
synchronisiert, dass eine räumliche Modulation der Tiefen der einzelnen Aus
nehmungen 2a erzielbar ist. Dabei wird die Vorschubgeschwindigkeit so auf
die Bewegung des Exzenters 7 abgestimmt, dass die Klinge 5 bei verschiede
nen Stanzvorgängen unterschiedlich tief oder im Extremfall überhaupt nicht in
die Airbag-Verkleidung 3 eingestoßen wird.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erfolgen die
Stanzvorgänge mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 derart, dass bei
den dadurch erzeugten Ausnehmungen 2a die verbleibende Restwandstärke
entlang der Sollbruchlinie konstant ist. Um dies zu erreichen wird besonders
vorteilhaft mittels eines nicht dargestellten Messsystems die gesamte Oberflä
che der Aufnahmeform in einem vorgegebenen Messraster vermessen. Diese
Geometriedaten der Aufnahmeform werden in der Vorrichtung 1 abgespeichert.
Anschließend wird die Airbag-Verkleidung 3 dicht und formschlüssig auf die
Aufnahmeform aufgelegt.
Schließlich wird die Klinge 5 entlang der Sollbruchlinie zur Erzeugung der
Ausnehmungen 2a in der Airbag-Verkleidung 3 geführt. Dabei wird in Abhän
gigkeit der abgespeicherten Geometriedaten der Aufnahmeform über die CNC-
Steuerung 8 die Eindringtiefe der Klinge 5 derart vorgegeben, dass der Abstand
der Klinge 5 in ihrer tiefsten Position jeweils konstant zur Oberfläche der Auf
nahmeform ist. Damit wird zwangsläufig eine diesem Abstand entsprechende
konstante Restwandstärke der Airbag-Verkleidung 3 erhalten. Dabei wird die
so erhaltene konstante Restwandstärke unabhängig von der Materialstärke der
Airbag-Verkleidung 3 erhalten.
Eine Schwierigkeit hierbei kann dann entstehen, wenn die Oberfläche der Air
bag-Verkleidung 3 geneigt zum unteren Rand der Klinge 5 verläuft. Dann wird
bei einem Stanzvorgang je nach Gradient der Steigung am vorderen oder hinte
ren Ende der Klinge 5 tiefer in die Airbag-Verkleidung 3 eingestoßen als am
jeweils anderen Ende. Derartige Effekte können in der Software der CNC-
Steuerung 8 mittels einer Fräserradiuskorrektur, bei welcher die Ausdehnung
des unteren Randes der Klinge 5 berücksichtigt ist, kompensiert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Klinge 5 insbesonde
re hinsichtlich ihrer Abnutzung mittels eines nicht dargestellten optischen
Messsystems überprüft.
Zur Überprüfung der Klinge 5 ist das optische Messsystem an der Vorrichtung
1 in vorgegebener Entfernung zur Aufnahmeform angebracht. Die Prüfung der
Abnutzung der Klinge 5 mittels des optischen Messsystems erfolgt bei einer in
definierter Position stehender Klinge 5, wobei die Einstellung dieser Position
mittels der CNC-Steuerung 8 erfolgt.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Stanzeinrichtungen, bei welchen die gesamte
Stanzvorrichtung überprüft werden muss, um deren einwandfreie Funktion zu
belegen, reicht es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 aus, die Klinge 5
zu überprüfen, wodurch der Aufwand zum Nachweis der fehlerfreien Funktion
einer derartigen Vorrichtung 1 erheblich reduziert wird.
In den Fig. 4-6 sind drei verschiedene Ausführungsbeispiele einer erfin
dungsgemäßen Deckfolie zur Bildung der Airbag-Verkleidung 3 dargestellt.
Die Deckfolie stellt sich gemäß der Fig. 4-6 als TPU-Slushhaut 9 dar.
Diese weist eine Vorderseite 10 und eine Rückseite 11 auf. Die Vorderseite 10
ist diejenige Seite der die Airbag-Verkleidung 3 bildenden TPU-Slushhaut 9,
welche sich dem Betrachter darbietet, während die Rückseite 11 dazu dient, mit
weiteren Bauteilen, beispielsweise eines nicht dargestellten Armaturenbrettes,
verbunden zu werden.
Die in den Fig. 4-6 dargestellten TPU-Slushhäute 9 weisen jeweils eine
definierte Dicke auf, welche in den Fig. 4-6 mit A bezeichnet ist. In den
Fig. 4-6 ist jeweils schematisch ein Ausschnitt einer entlang einer Soll
bruchlinie verlaufenden Schwächungsstruktur 2 dargestellt, welche eine Air
bag-Abdeckung begrenzt und definiert.
Die Schwächungsstrukturen 2 gemäß den Fig. 4-6 bestehen jeweils aus
einer Vielzahl von hintereinander angeordneten, identischen Ausnehmungen
2a, die durch Stege 2b getrennt sind. Die maximale Höhe der Stege 2b kann,
wie in Fig. 6 dargestellt, der Dicke A der Deckfolie entsprechen oder kann
geringer als die Dicke A sein. Derartige Konstellationen sind in den Fig. 4
und 5 dargestellt. Die Tiefen der Ausnehmungen 2a können wie in Fig. 4
jeweils über die Länge einer Ausnehmung 2a konstant sein. Alternativ können
die Tiefen variieren. Derartige Ausführungsformen sind in den Fig. 5 und 6
dargestellt. Die dort dargestellten Ausnehmungen 2a weisen Konturen mit
kurvenförmigem Verlauf auf, wobei die Konturen symmetrisch zu den Längs
achsen der Ausnehmungen 2a ausgebildet sind. Dabei weisen die Ausnehmun
gen 2a jeweils in ihrem Zentrum ihre maximale Tiefe auf, so dass dort die
Restwandstärke der Deckfolie minimal ist. Die minimale Restwandstärke der
Deckfolie im Bereich einer Ausnehmung 2a ist in den Fig. 4-6 mit d be
zeichnet.
Die in Fig. 4 dargestellten Schwächungsstrukturen 2 sind mittels eines Lasers
in die Deckfolie eingearbeitet, wohingegen die in den Fig. 5 und 6 darge
stellten Schwächungsstrukturen 2 mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1
erzeugt sind. Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 5 und 6
verbreitern sich die Ausnehmungen 2a kontinuierlich zu ihren Oberseiten hin,
wogegen sich die Stege 2b zu ihren Oberseiten hin kontinuierlich verschmä
lern.
In den Fig. 7-10 sind Makrofotografien von erfindungsgemäßen Deckfo
lien mit derartigen Sollbruchlinien dargestellt.
Experimentelle Beispiele von erfindungsgemäßen Deckfolien sind ferner in der
nachstehenden Tabelle zusammengefasst:
Probe Nr. 1 ist eine TPU-Slushhaut 9 mit einer Ausgangsstärke (Dicke) von
0,82 mm. Die 0-Probe der Probe Nr. 1 weist eine Reißkraft von 350 N auf und
besitzt eine Reißdehnung von 360%. Die Weiterreißkraft beträgt in der Gera
den 80, und im Radius ebenfalls 80 N. Diese Messungen wurden gemäß der
DIN 52713 bzw. in Anlehnung an die DIN 53859 durchgeführt.
Alle in der Tabelle zusammengefassten Proben wurden mit der erfindungsge
mäßen Vorrichtung 1 bei unterschiedlicher Vorschubgeschwindigkeit der Klin
ge 5 behandelt, wobei die Vorschubgeschwindigkeit der Klinge 5 bei den Pro
ben 1-2 bis 1-4 um den Faktor 10 höher war als bei den Proben 2-1, 2-2, 3-1
und 3-2. Insbesondere Probe 1-1 und 1-2 zeigen bei einer äußerst geringen
Restwandstärke der Deckfolie von 0,12 bzw. 0,26 mm, dass bei einer genügen
den Gesamtfestigkeit bzw. vollständigen Unsichtbarkeit der Sollbruchstelle die
Reißdehnung nur bei 6 bzw. 9% liegt. Dies sind Werte, die sich bislang nicht
realisieren ließen.
Die in der Tabelle dargestellten Werte wurden bei einer Prüftemperatur von
-35°C und bei einer Prüfgeschwindigkeit von S00 mm pro Minute erzielt.
1
Vorrichtung
2
Schwächungsstruktur
2
a Ausnehmung
2
b Steg
3
Airbag-Verkleidung
4
Stanzwerkzeug
5
Klinge
6
Halterung
7
Exzenter
8
CNC-Steuerung
9
TPU-Slushhaut
10
Vorderseite
11
Rückseite
Claims (35)
1. Verfahren zur Erzeugung von entlang einer Sollbruchlinie verlaufenden
Schwächungsstrukturen in einer Airbag-Verkleidung, dadurch gekenn
zeichnet, dass entlang der Sollbruchlinie mittels eines Stanzwerkzeugs
(4) an der Innenseite der Airbag-Verkleidung (3) die Schwächungsstruk
turen (2) bildende Ausnehmungen (2a) erzeugt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Airbag-
Verkleidung (3) auf eine Aufnahmeform formschlüssig aufgelegt wird,
deren Oberfläche vermessen wird, und dass bei der Erzeugung der Aus
nehmungen (2a) an der Innenseite der Airbag-Verkleidung (3) die Ein
dringtiefe der Klinge (5) in Abhängigkeit der Messwerte für die Oberflä
che der Aufnahmeform so gewählt wird, dass die Abstände der unteren
Ränder der Ausnehmungen (2a) zur Oberfläche der Aufnahmeform kon
stant sind.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass benachbarte Ausnehmungen (2a) teilweise überlappend in die Air
bag-Verkleidung (3) eingearbeitet werden, so dass sich die Ausnehmun
gen (2a) zu einer kontinuierlich entlang der Sollbruchlinie verlaufenden
Schwächungslinie ergänzen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen benachbarten Ausnehmungen (2a) Stege (2b) verbleiben,
so dass sich diese zu einer entlang der Sollbruchlinie verlaufenden Perfo
rationslinie ergänzen.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche
1-4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung von Ausnehmungen
(2a) an der Innenseite der Airbag-Verkleidung (3) ein Stanzwerkzeug (4)
mit einer vorgegebenen Vorschub-Geschwindigkeit entlang der Soll
bruchlinie geführt ist und dass dabei das Stanzwerkzeug (4) mit einer
vorgegebenen Taktrate in die Airbag-Verkleidung (3) eingestoßen wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Stanz
werkzeug (4) eine Klinge (5) aufweist, die an ihrem unteren Rand eine
erste Schneidfläche aufweist, welche in die Airbag-Verkleidung (3) ein
gestoßen wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Seiten
rand der Klinge (5) eine auf den unteren Rand der Klinge (5) zulaufende
Abschrägung aufweist, so dass sich die Breite der Klinge (5) zu ihrem
unteren Rand hin verjüngt, und dass im Bereich der Abschrägung eine
zweite Schneidfläche vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeich
net, dass die Klinge (5) zur Ausführung der Stoßbewegung an einen Ex
zenter (7) angeschlossen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hub ZO
der mittels des Exzenters (7) bewirkten Hubbewegung der Klinge (5) in
der Größenordnung von 1 mm liegt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge
der zweiten Schneidfläche größer als der Hub ZO der Hubbewegung der
Klinge (5) ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeich
net, dass die Länge der ersten Schneidfläche etwa 0,5 mm beträgt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-11, dadurch gekennzeichnet,
dass die Bewegung der Klinge (5) relativ zur Oberfläche der Airbag-
Verkleidung (3) durch eine CNC-Steuerung (8) gesteuert ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ex
zenter (7) über die CNC-Steuerung (8) gesteuert ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekenn
zeichnet, dass über die CNC-Steuerung (8) die Klinge (5) um ihre Längs
achse drehbar ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12-14, dadurch gekennzeichnet,
dass über die CNC-Steuerung (8) die Klinge (5) in einem vorgebbaren
Abstand ZH zur Oberfläche der Airbag-Verkleidung (3) positionierbar ist,
wodurch die maximalen Tiefen der Ausnehmungen (2a) in der Airbag-
Verkleidung (3) einstellbar sind.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12-15, dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorschubgeschwindigkeit der Klinge (5) relativ zur Airbag-
Verkleidung (3) durch die CNC-Steuerung (8) gesteuert ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Vor
schubgeschwindigkeit der Klinge (5) im Verhältnis zur Taktrate der
Hubbewegung des Exzenters (7) einstellbar ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Hub
bewegung des Exzenters (7) mit einer Taktrate von etwa 200 Hz erfolgt.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeu
gung von Perforationslinien in der Airbag-Verkleidung (3) die Ge
schwindigkeit der Klinge (5) im Bereich zwischen 10 m/min und 20
m/min liegt.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeu
gung von kontinuierlichen Schwächungslinien in der Airbag-Verkleidung
(3) die Geschwindigkeit der Klinge (5) maximal 5 m/min beträgt.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17-20, dadurch gekennzeichnet,
dass durch eine Synchronisierung der Vorschubgeschwindigkeit und der
Taktrate der Hubbewegung des Exzenters (7) eine räumliche Modulation
der Tiefen der einzelnen Ausnehmungen (2a) in der Airbag-Verkleidung
(3) erzielbar ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-21, dadurch gekennzeichnet,
dass bei außerhalb der Airbag-Verkleidung (3) liegender Klinge (5) diese
mittels eines optischen Messsystems überprüfbar ist.
23. Airbag-Verkleidung (3) bestehend aus einer Deckfolie aus Kunststoff, in
deren Rückseite (11) mittels eines Stanzwerkzeugs (4), insbesondere
nach einem Verfahren und mittels einer Vorrichtung (1) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, Ausnehmungen (2a) eingearbeitet sind, wel
che entlang einer Sollbruchlinie verlaufende Schwächungsstrukturen (2)
bilden.
24. Airbag-Verkleidung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die
Deckfolie eine Slushhaut aus TPU ist.
25. Airbag-Verkleidung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die
Deckfolie eine Slushhaut aus TPO ist.
26. Airbag-Verkleidung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die
Deckfolie eine Slushhaut aus PVC ist.
27. Airbag-Verkleidung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die
Deckfolie eine Folie aus TPU ist.
28. Airbag-Verkleidung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die
Deckfolie eine Folie aus TPO ist.
29. Airbag-Verkleidung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die
Deckfolie eine Folie aus PVC ist.
30. Airbag-Verkleidung nach einem der Ansprüche 23-29, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Ausnehmungen (2a) durch Stege (2b) getrennt sind.
31. Airbag-Verkleidung nach einem der Ansprüche 23-30, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Deckfolie in den Bereichen der Ausnehmungen (2a)
eine Materialstärke von 0,05 bis 0,5 mm aufweist.
32. Airbag-Verkleidung nach einem der Ansprüche 30 oder 31, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Ausnehmungen (2a) eine maximale Tiefe von 0,3
bis 1,2 mm aufweisen.
33. Airbag-Verkleidung nach einem der Ansprüche 30-32, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Ausnehmungen (2a) eine Länge von 0,1 bis 2,0 mm
und die Stege (2b) eine Länge von 0,05 bis 2,0 mm aufweisen.
34. Airbag-Verkleidung nach einem der Ansprüche 30-33, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Konturen der Ausnehmungen (2a) einen kurvenförmi
gen Verlauf aufweisen.
35. Airbag-Verkleidung bestehend aus einer Deckschicht aus Leder, in deren
Rückseite (11) mittels eines Stanzwerkzeugs (4), insbesondere nach ei
nem Verfahren und mittels einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprü
che 1-22, Ausnehmungen (2a) eingearbeitet sind, welche entlang einer
Sollbruchlinie verlaufende Schwächungsstrukturen (2) bilden.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8331 | Complete revocation |