DE102005037003B4

DE102005037003B4 - Fahrzeuginnenausstattungsteil

Info

Publication number: DE102005037003B4
Application number: DE200510037003
Authority: DE
Inventors: Glenn A. Chesterfield Cowelchuk; Robert J. Ypsilanti Adams; Kenneth W. Howell Shaner; Randy S. Fair Haven Reed; Nelson E. jun. Saline Williams; Joseph T. Howell Donatti
Original assignee: INT AUTOMOTIVE COMPONENTS; International Automotive Components Group North America Inc
Current assignee: International Automotive Components Group North America Inc
Priority date: 2004-08-05
Filing date: 2005-08-05
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2025-08-06
Also published as: GB2416735B; GB2416735A; US7344666B2; GB0515919D0; US20080113181A1; DE102005037003A1; GB2416735C; US20060008622A1

Abstract

Fahrzeuginnenausstattungsteil (10) zum Einsatz bei Kraftfahrzeugen (8), wobei das Fahrzeuginnenausstattungsteil (10) aufweist:
eine Außenhautschicht (24);
eine gespritzte, elastische Schicht (22) aus expandiertem Polyurethan, die an der Außenhautschicht (24) befestigt ist; und
ein starres Substrat (20), das an der elastischen Schicht (22) befestigt ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest ein Abschnitt der elastischen Schicht (22) eine Shore-A-Härte von 30 bis 50 aufweist,
dass die elastische Schicht (22) 35 bis 75 Prozent geschlossenzellige Strukturen aufweist,
und dass sich die Dichte der geschlossenzelligen Strukturen über die Dicke der elastischen Schicht (22) ändert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeuginnenausstattungsteil, das eine gespritzte Schicht aus expandiertem Polyurethan aufweist.
Ein Beispiel für ein typisches Fahrzeuginnenausstattungsteil weist ein relativ starres Substrat auf, das eine relativ flexible, dünne Kunststoffaußenhaut aufweist, die über zumindest einem nach innen weisenden Abschnitt einer Oberfläche des Substrats angeordnet ist. Bei einigen Teilen, bei denen ein weicheres Berührungsgefühl gewünscht ist, wurde Schaum zwischen dem Substrat und der Außenhaut vorgesehen. Für diese Arten von Teilen wird häufig ein Prozess mit Schäumen vor Ort zur Bereitstellung des Schaums eingesetzt. Bei dieser Art von Prozess werden die Außenhaut und das Substrat voneinander beabstandet in einer Form angeordnet, während dazwischen Schaum eingeformt wird. Nach dem Formen des Schaums erstreckt sich der Schaum zwischen der Außenhaut und dem Substrat und befestigt diese beiden aneinander.
Es gibt Gelegenheiten, an denen Ausstattungsteile, die sich weich anfühlen, gewünscht sind, jedoch infolge konstruktiver Einschränkungen nicht einfach herstellbar sind. Ein derartiges Beispiel stellt ein Türteil dar, das sich weich oberhalb der Gurtlinie anfühlt, zur Anpassung an das Erscheinungsbild und das Gefühl beim Anfassen des Armaturenbretts. Ein anderes Beispiel ist ein Ausstattungsteil, beispielsweise ein Türteil oder ein Armaturenbrett, welches Hinterschneidungen, enge Radien, oder andere konstruktive Formen aufweist, die zu relativ kleinen, oder signifikant ungleichmäßigen Spalten zwischen der Außenhaut und dem Substrat führen. Bei diesem und anderen Arten von Konstruktionen kann Schäumen vor Ort Nachteile zeigen, die verhindern, dass eine derartige Vorgehensweise geeignet ist.
Aus der DE 699 05 745 T2 geht ein Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Formteils hervor, bei dem thermoplastisches Material für einen Formträger im geschmolzenen Zustand auf die Rückseite einer vorgeformten Elastomer-Formhaut aufgebracht wird.
Die US 6,352,658 B1 beschreibt ein anderes Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Bauteils, das sich aus einem Substrat, einer Schaumschicht, einer äußeren elastischen Schicht und einer Formbeschichtung (In-Mold-Coating) zusammensetzt.
Schließlich beschreibt die DE 697 17 501 T2 ein weiteres Verfahren zum Herstellen von Kraftfahrzeuginnenverkleidungen, bei dem eine äußere Schicht über eine Schaum-Zwischenschicht mit einem vorgeformten Substrat verbunden wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrzeuginnenausstattungsbauteil zur Ver- fügung zu stellen, das mit konstruktiv möglichst einfachen Mitteln die kostengünstige Herstellung eines qualitativ hochwertigen Innenausstattungsbauteils ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Fahrzeuginnenausstattungsbauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß der Erfindung wird ein Fahrzeuginnenausstattungsteil zur Verfügung gestellt. Ein zu dessen Herstellung einsetzbares Verfahren umfasst die Schritte, eine Außenhautschicht auf einer Oberfläche eines Spritzwerkzeugs bereitzustellen, reaktive Bestandteile von expandierbarem Polyurethan auf die Außenhautschicht zu spritzen, um eine elastische Schicht auszubilden, und Befestigen eines starren Substrats an der elastischen Schicht.
Möglich ist bei dem Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeuginnenausstattungsteils ferner das Aufbringen einer Beschichtung auf das Werkzeug vor dem Schritt der Bereitstellung einer Außenhautschicht, wobei die Beschichtung eine Sichtoberfläche des Teils bildet. Bei zumindest einer Ausführungsform umfasst der Schritt der Bereitstellung einer Außenhautschicht das Spritzen von Material auf die Beschichtung zur Ausbildung der Außenhautschicht. Bei zumindest einer Ausführungsform weist die Außenhautschicht aromatisches Polyurethan auf.
Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin ein Fahrzeuginnenausstattungsbauteil zum Einsatz bei Kraftfahrzeugen zur Verfügung. Bei zumindest einer Ausführungsform weist das Ausstattungsbauteil eine Außenhautschicht auf, eine gespritzte, elastische Schicht aus expandiertem Polyurethan, die mit der Außenhautschicht verbunden ist, und ein starres Substrat, das mit der elastischen Schicht verbunden ist.
Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeuginnenausstattungsteils für das Fahrzeuginnere zur Verfügung. Bei zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren, ein Basissubstrat bereitzustellen, das eine Sichtoberfläche und eine rückwärtige Oberfläche aufweist, und die Befestigung eines Fahrzeuginnenteils, wie es voranstehend beschrieben wurde, so an dem Basissubstrat, dass die Sichtoberfläche und die Außenhautschicht dem Inneren des Fahrzeugs zugewandt sind.
Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin ein Fahrzeuginnentürteil für das Fahrzeuginnere zur Verfügung. Bei zumindest einer Ausführungsform weist das Teil ein Basissubstrat auf, das eine Sichtoberfläche und eine rückwärtige Oberfläche aufweist, und ein Fahrzeuginnenausstattungsbauteil, wie es voranstehend beschrieben wurde, das so an dem Basissubstrat befestigt ist, dass die Sichtoberfläche und die Außenhautschicht dem Inneren des Fahrzeugs zugewandt sind.
Zwar werden beispielhafte Ausführungsformen gemäß der Erfindung dargestellt und beschrieben, jedoch soll hierdurch die Erfindung nicht eingeschränkt werden. Es wird darauf hingewiesen, dass zahlreiche Abänderungen und alternative Konstruktionen vorgesehen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgerufen. Es zeigt:
1 eine Perspektivansicht des Innenraums eines Fahrzeugs mit einem Türteil und einem Armaturenbrett gemäß zumindest einem Aspekt der Erfindung, zum Einsatz bei Kraftfahrzeugen;
2 eine Querschnittsansicht des Türteils entlang der Linie 2-2 von 1;
3 eine ähnliche Darstellung wie 2, wobei ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung dargestellt ist;
4 eine schematische Ansicht eines Spritzwerkzeugs und einer Spritzanordnung zum Einsatz bei der Herstellung eines Teils, wobei die Spritzanordnung so dargestellt ist, dass sie Material auf das Werkzeug zur Ausbildung einer Beschichtung aufbringt;
5 eine schematische Ansicht des Werkzeugs, wobei das Aufbringen zusätzlichen Materials auf die Beschichtung zur Ausbildung einer Außenhautschicht gezeigt ist; und
6 eine schematische Ansicht des Werkzeugs, wobei das Aufbringen von expandierbarem Material auf die Außenhautschicht gezeigt ist, zur Ausbildung einer elastischen Schicht.
Nachstehend werden detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Allerdings wird darauf hingewiesen, dass die geschilderten Ausführungsformen nur Beispiele für die Erfindung darstellen, die in verschiedenen, alternativen Formen verwirklicht werden kann. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabstreu, und einige Merkmale können übertrieben oder verkleinert dargestellt sein, um Einzelheiten bestimmter Bauteile zu zeigen. Daher sollen spezielle konstruktive und funktionelle Einzelheiten, die hier beschrieben werden, nicht als einschränkend verstanden werden, sondern nur als repräsentative Grundlage für die Erfindung und/oder eine repräsentative Grundlage für das Verständnis von Fachleuten auf diesem Gebiet, um auf verschiedene Arten und Weisen die vorliegende Erfindung einzusetzen. Darüber hinaus sollen, es sei denn, dies wäre ausdrücklich anders angegeben, alle numerischen Größen in der Beschreibung und in den Patentansprüchen, welche Materialmengen oder Reaktionsbedingungen und/oder Verwendungen angeben, so verstanden werden, dass sie durch das Wort "etwa" modifiziert sind, zur Beschreibung des breitesten Umfangs der vorliegenden Erfindung. Ein Vorgehen innerhalb der angegebenen numerischen Grenzen ist normalerweise vorzuziehen. Darüber hinaus sind, es sei denn, dies wäre ausdrücklich anders angegeben, Werte wie Prozent, "Teile von" und Verhältniswerte auf das Gewicht bezogen, und impliziert die Beschreibung einer Gruppe oder Klasse von Materialien als geeignete oder bevorzugt für einen bestimmten Zweck im Zusammenhang mit der Erfindung, dass Mischungen von irgendwelchen zwei oder mehr Mitgliedern der Gruppe oder Klasse ebenfalls geeignet oder bevorzugt sein können.
1 zeigt einen Abschnitt eines Fahrzeuginnenraums 6. Die 1 und 2 zeigen ein Fahrzeuginnenaustattungsteil, beispielsweise eine Tür 10, gemäß zumindest einem Aspekt der Erfindung, zum Einsatz bei einem Kraftfahrzeug 8. Die Tür 10 umfasst einen unteren Türabschnitt 12 und einen oberen Türabschnitt 14. Bestimmte Aspekte der vorliegenden Erfindung werden nachstehend im Zusammenhang mit der Tür 10 beschrieben, und insbesondere im Zusammenhang mit dem oberen Türabschnitt 14. Allerdings wird darauf hingewiesen, dass andere Ausstattungsteile, beispielsweise Armaturenbretter, Türabdeckungen, und Säulenabdeckungen, Säulenausstattungsteile, Fächer, Ausstattungsabdeckungen und dergleichen ebenfalls die Vorteile der vorliegenden Erfindung nutzen können.
Der untere Türabschnitt 12 weist ein Basissubstrat 18 auf. Das Basissubstrat 18 ist, bei zumindest einer Ausführungsform, nicht abgedeckt. Bei bestimmten Ausführungsformen, beispielsweise dann, wenn es nicht abgedeckt ist, kann das Basissubstrat 18 gefärbt und/oder texturiert sein, um ein ästhetisches Erscheinungsbild zur Verfügung zu stellen.
Wie in den 1 bis 3 gezeigt, weist bei zumindest einer Ausführungsform der obere Türabschnitt 14 ein starres Substrat 20 auf, eine elastische Schicht 22 aus expandiertem Polyurethan, die an dem Substrat 20 angebracht ist, eine Außenhautschicht 24, die an der elastischen Schicht 22 angebracht ist, und eine Beschichtung 26, welche die Außenhautschicht 24 abdeckt, und eine äußere Sichtoberfläche zur Verfügung stellt.
Bei zumindest einer Ausführungsform weist der obere Türabschnitt 14 eine Breite w von 60 bis 125 cm auf, eine Länge 1 von 3,75 bis 22 cm, und zumindest einen wesentlichen Abschnitt, der eine mittlere Dicke t von 0,1 bis 8,0 mm aufweist. Bei einer anderen Ausführungsform beträgt die mittlere Dicke t der elastische Schicht 0,5 bis 5,0 mm, und bei einer anderen Ausführungsform 1,5 bis 4,0 mm. Bei zumindest dieser Ausführungsform können die relative Länge 1, die Breite w und der Spalt t zwischen der Außenhautschicht 24 und dem Substrat 20 (oder die Dicke t der Schicht 22) es schwierig machen, einen Prozess mit Schäumen vor Ort einzusetzen.
Das Substrat 20 ist ein Bauteil, welches eine Halterung für den Rest des oberen Türabschnitts 14 zur Verfügung stellt, und kann aus jedem geeigneten Material bestehen. So kann beispielsweise das Substrat 20, ebenfalls wie das Basissubstrat 18, aus Kunststoff oder verstärktem Kunststoff bestehen, beispielsweise aus mit Fiberglas verstärktem Polyurethan (GRU). Weitere Beispiele für geeignete Kunststoffe, über Polyurethan hinaus, umfassen Polypropylen, Polyethylen, Acrylonitrilbutadienstyrol (ABS), Polycarbonat (PC), und ABS/PC-Mischungen. Bei zumindest einer Ausführungsform können die Substrate 18 und 20 unabhängige, oder gleiche, mittlere Dicken zwischen 0,5 bis 5 mm aufweisen, bei einer anderen Ausführungsform von 1,0 bis 3,5 mm, und bei einer noch anderen Ausführungsform von 2,0 bis 3,0 mm.
Die elastische Schicht 22 haftet an dem Substrat 20 und der Außenhautschicht 24, und kann so ausgebildet sein, dass sie ein weiches Gefühl am oberen Türabschnitt 14 unterstützen hilft. Die elastische Schicht 22 kann jedes geeignete gespritzte, expandierte Polyurethanmaterial sein. So kann beispielsweise die elastische Schicht 22 ein expandiertes, aromatisches Polyurethanelastomer aufweisen. Bei zumindest einer Ausführungsform kann die Dichte der elastischen Schicht 22 im Bereich von 0,10 bis 0,75 Gramm Kubikzentimeter (g/cm³) liegen, bei einer anderen Ausführungsform im Bereich zwischen 0,15 bis 0,5 g/cm³, und bei einer anderen Ausführungsform im Bereich von 0,2 bis 0,3 g/cm³. Bei zumindest einer Ausführungsform kann die elastische Schicht eine Shore-Härte A von 30 bis 50 aufweisen.
Bei zumindest einer Ausführungsform kann die elastische Schicht 22 hauptsächlich ein wenig durchlässiges, relativ geschlossenzelliges Material aufweisen. Bei zumindest einer Ausführungsform kann die elastische Schicht 22 etwa 35 bis 75 Prozent geschlossenzellige Strukturen aufweisen, bei zumindest einer anderen Ausführungsform 40 bis 65 Prozent geschlossenzellige Strukturen, und bei zumindest einer anderen Ausführungsform 45 bis 55 Prozent geschlossenzellige Strukturen, auf Grundlage der gesamten elastischen Schicht 22.
Bei zumindest einer Ausführungsform kann die elastische Schicht 22 eine sich ändernde Dichte der geschlossenen Zellen durch die elastische Schicht aufweisen. Bei zumindest einer Ausführungsform können der obere Abschnitt (der Abschnitt näher an der Außenhautschicht 24) und der untere Abschnitt (der Abschnitt näher am Substrat 20) unabhängig zumindest 85 Prozent geschlossenzellige Strukturen aufweisen, bei anderen Ausführungsformen zwischen 90 und 100 Prozent geschlossenzellige Strukturen, und bei anderen Ausführungsformen zwischen 95 und 100 Prozent geschlossenzellige Strukturen. Bei zumindest einer Ausführungsform können der obere und der untere Abschnitt unabhängig zwischen 2,5 und 25 Prozent, bei anderen Ausführungsformen zwischen 5 und 20 Prozent, und bei anderen Ausführungsformen zwischen 10 und 15 Prozent der Dicke t der elastischen Schicht 22 aufweisen. Die verbleibende, mittlere Schicht (der Abschnitt zwischen dem oberen und dem unteren Abschnitt) der elastischen Schicht 22 kann zwischen 40 und 95 Prozent geschlossenzellige Strukturen aufweisen, bei zumindest einer anderen Ausführungsform zwischen 50 und 90 geschlossenzellige Strukturen, und bei einer anderen Ausführungsform zwischen 60 und 85 Prozent geschlossenzellige Strukturen. Bei zumindest einer Ausführungsform kann die mittlere Zellenstrukturgröße zwischen 0,05 mm und 3,0 mm variieren, und bei einer anderen Ausführungsform zwischen 0,5 mm und 1,0 mm.
Wie in 3 gezeigt, kann der obere Türabschnitt 14 sich ändernde Spalte zwischen dem Substrat 20 und der Außenhaut 24 aufweisen. Beispiele für sich ändernde Spalte sind mit t1 und t2 bezeichnet. Die sich ändernden Spalte t1 können kleiner sein als t, und betragen bei einigen Ausführungsformen 0,05 bis 4,5 mm. Die sich ändernden Spalte t2 können im Gegensatz hierzu größer als t sein, und betragen bei einigen Ausführungsformen 6,1 bis 15 mm.
Die Außenhautschicht 24 haftet an der elastischen Schicht 22 und der Beschichtung 26. Weiterhin ist die Außenhautschicht 24 so ausgebildet, dass sie eine Abdeckung über der elastischen Schicht 22 zur Verfügung stellt, und kann jedes ausreichend dichte Material aufweisen. So kann beispielsweise die Außenhautschicht 24 eine Feststoffschicht sein, die eine aromatische oder aliphatische Zusammensetzung aufweist. Als ein spezielleres Beispiel kann die Außenhautschicht 24 aus einem Elastomer bestehen, beispielsweise Polyurethan.
Weiterhin kann die Außenhautschicht 24 jede geeignete Dicke und Dichte aufweisen. So kann beispielsweise die Außenhautschicht 24 eine Dicke im Bereich von 0,4 bis 2 mm aufweisen, und eine Dichte im Bereich von 0,85 bis 1,2 g/cm³. Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist die Außenhautschicht 24 eine Dicke im Bereich von 0,5 bis 1,2 mm auf, und eine Dichte im Bereich von 0,95 bis 1,1 g/cm³.
Die wahlweise vorgesehene Beschichtung 26 kann dazu verwendet werden, die Außenhautschicht 24 zu schützen, und/oder eine dekorative Oberfläche für den oberen Türabschnitt 14 zur Verfügung zu stellen. So kann beispielsweise die Beschichtung 26 dazu eingesetzt werden, Sonnenlicht und/oder anderes Ultraviolettlicht am Erreichen der Außenhautschicht 24 zu hindern. Als anderes Beispiel kann die Beschichtung 26 als Farbe eingesetzt werden, um eine gewünschte Farbe und/oder Textur beim oberen Türabschnitt 14 zur Verfügung zu stellen. Während die Beschichtung 26 jedes geeignete Material aufweisen kann, besteht bei zumindest einer Ausführungsform der Erfindung die Beschichtung 26 aus einer aliphatischen Polyurethanzusammensetzung. Darüber hinaus kann die Beschichtung 26 jede geeignete Dicke aufweisen, beispielsweise eine Dicke von annähernd 0,5 bis 1,0 mil (Tausendstel Zoll).
Alternativ kann die Beschichtung 26 weggelassen werden, wenn sie nicht für einen speziellen Einsatzzweck benötigt wird. So kann beispielsweise die Außenhautschicht 24 so ausgebildet sein, dass sie eine ausreichend standfeste und attraktive Oberfläche zur Verfügung stellt, so dass die Beschichtung 26 nicht benötigt wird.
Nunmehr wird unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 ein Verfahren zur Herstellung des oberen Türabschnitts 14 beschrieben. Das Verfahren kann damit beginnen, dass ein wahlweise vorgesehenes Formtrennmittel gespritzt wird, und dann die wahlweise Beschichtung 26, auf ein Spritzformwerkzeug 30, unter Verwendung jeder geeigneten Vorrichtung, beispielsweise einer bei niedrigem Druck (etwa 10 bis 40 psi) arbeitenden Roboterspritzanordnung 22, die eine oder mehrere bewegliche Spritzdüsen aufweist. Das Werkzeug 30 kann, falls gewünscht, auf jede geeignete Temperatur erwärmt werden, üblicherweise im Bereich von 150°C bis 165°C.
Dann umfasst, wie aus 5 hervorgeht, das Verfahren das Spritzen eines Materials zur Ausbildung einer Außenhautschicht auf die Beschichtung 26 zur Ausbildung der Außenhautschicht 24, die sich mit der Beschichtung 26 verbindet. Das Material zur Ausbildung der Außenhautschicht kann jedes geeignete, spritzbare Polyurethanformmaterial (also eine Zusammensetzung) sein, und kann unter Verwendung jeder geeigneten Vorrichtung aufgebracht werden. So kann beispielsweise das Material mit einer unter hohem Druck arbeitenden (beispielsweise 400 bis 2000 psi) Roboterspritzanordnung 34 gespritzt werden, die eine oder mehrere bewegliche Spritzdüsen aufweist. Bei zumindest einer Ausführungsform umfasst das Polyurethanformmaterial Bestandteile wie beispielsweise Polyol, bereitgestellt von einer Polyolquelle 40, und Isocyanat, bereitgestellt von einer Isocyanatquelle 42. Bei zumindest einer Ausführungsform sind die Polyurethanformmaterialien aromatisch, und stellen eine aromatische Polyurethanaußenhautschicht 24 zur Verfügung. Das Polyol und das Isocyanat, und alle anderen erforderlichen Bestandteile zur Ausbildung von Polyurethan, können bei zumindest einer Ausführungsform in der Spritzanordnung 35 gemischt werden, bevor sie als das Polyurethanformmaterial auf die Beschichtung 26 gespritzt werden. Eine CPU 44 kann zum Steuern dieses Vorgangs vorgesehen sein.
Wie voranstehend erwähnt, kann die Beschichtung 26 bei dem oberen Türabschnitt 14 weggelassen werden. In einem derartigen Fall kann das Material zur Ausbildung der Außenhautschicht direkt auf das Werkzeug 30 gespritzt werden, oder auf ein Formtrennmittel, das auf das Werkzeug 30 aufgebracht wird, zur Ausbildung der Außenhautschicht 24. Bei dieser Ausführungsform ist die Polyurethanaußenhautschicht 24 vorzugsweise aliphatisch.
Wie in 6 gezeigt, umfasst das Verfahren dann das Spritzen eines expandierbaren Polyurethanmaterials auf die Außenhautschicht 24 zur Ausbildung der elastischen Schicht 22, die sich mit der Außenhautschicht 24 verbindet. Das expandierbare Polyurethanmaterial kann jedes geeignete spritzbare, expandierende Polyurethanmaterial (Zusammensetzung) sein, und kann auf jede geeignete Art und Weise gespritzt werden. So kann beispielsweise das expandierbare Polyurethanmaterial Polyol von der Polyolquelle 40 enthalten, Isocyanat von der Isocyanatquelle 42, und ein Treibmittel von einer Treibmittelquelle 48, beispielsweise Wasser und/oder eine leicht flüchtige, organische Substanz, beispielsweise einen Aminkatalysator mit verzögerter Wirkung. Bei bestimmten Ausführungsformen sind spezielle Beispiele für geeignete Katalysatoren der Aminkatalysator mit verzögerter Wirkung DABCO^® BL-17 und der Aminkatalysator DABCO^® BL-22, erhältlich von Air Products in Chemicals, Inc. in Allentown, Pennsylvania.
Weiterhin kann das expandierbare Polyurethanmaterial mit derselben Art von Roboterspritzanordnung 32 gespritzt werden wie jener, die in 4 verwendet wurde, und kann man es dem Material ermöglichen, dass es frei ansteigt, um die gewünschte Dichte zu erreichen. Alternativ kann die gleiche Spritzanordnung 34 wie jene, die in 5 verwendet wird, zum Spritzen des expandierbaren Polyurethanmaterials eingesetzt werden. Das Treibmittel kann als ein "ordentlicher" (reiner) Bestandteil vorgesehen sein, oder kann in einem vorgemischten Strom zur Vertfügung gestellt werden, der zumindest einen anderen Bestandteil expandierbarer Polyurethanzusammensetzung enthält, etwa Polyol. Wenn das expandierbare Polyurethanmaterial aus derselben Spritzanordnung 32 ausgespritzt wird wie das Material zur Ausbildung von Polyurethan in 5, kann zumindest ein Ventil 50 vorgesehen sein, um selektiv durch die CPU 44 zu steuern, ob und in welchem relativen Anteil das Treibmittel zur Spritzanordnung 32 geschickt wird. Wenn das Treibmittel vorher mit einem der Bestandteile der expandierbaren Polyurethanzusammensetzung gemischt werden soll, kann entweder dieser gesamte Bestandteil oder ein Teil von diesem vorher mit dem Treibmittel gemischt werden. Falls der gesamte Bestandteil mit dem Treibmittel gemischt wird, wird darauf hingewiesen, dass entweder die Polyolquelle 40 oder die Isocyanatquelle 42 nicht während des Spritzens der expandierten Polyurethanzusammensetzung eingesetzt werden muss.
Es wird darauf hingewiesen, dass das expandierbare Polyurethanmaterial so gespritzt werden kann, dass jede geeignete Dicke t an jedem Ort erreicht wird, so dass die Dicke der elastischen Schicht 22 variieren kann, wie dies am besten in 3 gezeigt ist. Daher kann das expandierbare Polyurethanmaterial in geringerer Menge in bestimmten Bereichen, beispielsweise bei t1, aufgebracht werden, wo ein kleinerer Spalt zwischen dem Substrat 20 und der Außenhaut 24 vorhanden ist, und stärker auf Bereiche aufgebracht werden, beispielsweise bei t2, in denen ein größerer Spalt zwischen dem Substrat 20 und der Außenhaut 24 vorhanden ist.
Als nächstes umfasst das Verfahren, das Substrat 20 an der expandierten Polyurethanschicht 22 zu befestigen. Bei einer Ausführungsform kann dies dadurch erfolgen, dass die Beschichtung 26, die Außenhaut 24 und die elastische, expandierte Polyurethanschicht 22 aus dem Werkzeug 30 entnommen werden, und die Schichten 22, 24 und 26 in einer Form angebracht werden, die einen ersten und einen zweiten Formabschnitt aufweist. Die Formabschnitte können dann zum Schließen zusammengebracht werden, wobei Material in die Form durch einen oder mehrere Einspritzkanäle (nicht gezeigt) eingespritzt wird, um das Substrat 20 auszubilden, das sich mit der elastischen Schicht 22 verbindet. Alternativ kann das Material in die Form gegossen werden, und können dann die Formabschnitte so zusammengebracht werden, dass die Form geschlossen wird.
Zwar kann das Substratmaterial jede geeignete Substanz oder jegliche geeigneten Substanzen aufweisen, jedoch weist bei einer Ausführungsform das Material Polyol und Isocyanat auf, so dass das Substrat 20 aus Polyurethan hergestellt wird. Andere geeignete Materialien umfassen Polypropylen, Polyethylen, ABS, PC; ABS/PC-Mischungen, GRU und RRIM.
Ob das Material nun eingespritzt oder in die Form gegossen wird, lässt sich ein derartiger Prozess als Reaktionsspritzgießen (RIM) bezeichnen. Verstärkungsmaterial, beispielsweise gemahlenes Glas oder Glasfasern, können ebenfalls während des RIM-Prozesses hinzugegeben werden, um das Substrat 20 zu verstärken. Als anderes Beispiel kann eine Verstärkungsmatte oder ein Vorformling, beispielsweise ein Fiberglasvorformling, in der Form vor dem RIM-Prozess angeordnet werden. Dieser Prozess kann als strukturelles Reaktionsspritzgießen(SRIM) bezeichnet werden. RRIM ist jener Prozess, bei welchem gemahlenes Glas mit Polyol gemischt wird, bevor das Polyol mit dem Isocyanat reagiert.
Bei zumindest einer Ausführungsform könnte das Substrat 20 ein vorgeformtes Substrat sein, das an der Schicht 22 durch eine geeignete Vorrichtung befestigt wird, beispielsweise mittels Kleben.
Nachdem das Substrat 20 an der Schicht 22 befestigt wurde, können dann der untere Türabschnitt 12 und der oberer Türabschnitt 14 aneinander befestigt werden, durch jedes geeignete Verfahren, beispielsweise durch Fügen durch Kerben, Verkerben, Vernieten, Sternen unter Wärmeeinfluss, durch Schnappsitz, oder Befestigungsmittel.
Beispiele für andere Fahrzeugteile, die mit dem voranstehend geschilderten Verfahren hergestellt werden können, umfassen Armaturenbretter, Türverkleidungen, Türabdeckungen, Aufbewahrungsfächer, Säulenausstattungsteile, Ausstattungsabdeckungen, und Konsolabdeckungen.
Obwohl getrennte Spritzanordnungen 32 und 34 in den Figuren dargestellt sind, können die Spritzanordnungen 32 und 34 als einzelne Spritzanordnungen ausgebildet sein.
Weiterhin können, wenn das zu spritzende Material mehrere Substanzen enthält, die Substanzen zu jedem geeigneten Zeitpunkt gemischt werden. So können beispielsweise die Substanzen stromaufwärts von, innerhalb, oder stromabwärts von zugehörigen Spritzdüsen gemischt werden.
Zwar wurden Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und beschrieben, jedoch ist nicht angestrebt, dass diese Ausführungsformen sämtliche möglichen Formen der Erfindung darstellen und beschreiben. Die in der Beschreibung verwendeten Begriffe sind eher als beschreibend denn als einschränkend zu verstehen, und es wird darauf hingewiesen, dass sich verschiedene Änderungen vornehmen lassen, ohne vom Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

Fahrzeuginnenausstattungsteil (10) zum Einsatz bei Kraftfahrzeugen (8), wobei das Fahrzeuginnenausstattungsteil (10) aufweist: eine Außenhautschicht (24); eine gespritzte, elastische Schicht (22) aus expandiertem Polyurethan, die an der Außenhautschicht (24) befestigt ist; und ein starres Substrat (20), das an der elastischen Schicht (22) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Abschnitt der elastischen Schicht (22) eine Shore-A-Härte von 30 bis 50 aufweist, dass die elastische Schicht (22) 35 bis 75 Prozent geschlossenzellige Strukturen aufweist, und dass sich die Dichte der geschlossenzelligen Strukturen über die Dicke der elastischen Schicht (22) ändert.
Fahrzeuginnenausstattungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Schicht (22) eine Dichte im Bereich von 0,1 bis 0,75 g/cm³ aufweist.
Fahrzeuginnenausstattungsteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- net, dass ein Abschnitt der elastischen Schicht (22) eine Dicke von 0,1 bis 8,0 mm aufweist.
Fahrzeuginnenausstattungsteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass die elastische Schicht (22) einen ersten Abschnitt mit einer ersten Dicke von 0,05 bis 4,0 mm aufweist, und einen zweiten Abschnitt mit einer Dicke von 6,1 bis 15 mm.
Fahrzeuginnenausstattungsteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass eine Beschichtung (26) vorgesehen ist, die an der Außenhautschicht (24) befestigt ist, wobei die Beschichtung (26) aliphatisches Polyurethan aufweist, die Außenhautschicht (24) aromatisches Polyurethan aufweist, die elastische Schicht (22) expandiertes Polyurethan aufweist, und das Substrat (20) starres Polyurethan aufweist.