DE102008036768B4

DE102008036768B4 - Nadelperforation der Airbagreißnaht bei Vakuumkaschierfolien

Info

Publication number: DE102008036768B4
Application number: DE102008036768A
Authority: DE
Inventors: Michael Johann; Stefan Hofmair
Original assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Current assignee: Lisa Draexlmaier GmbH
Priority date: 2008-08-07
Filing date: 2008-08-07
Publication date: 2013-09-12
Anticipated expiration: 2028-08-08
Also published as: DE102008036768A1

Abstract

Verfahren zum Kaschieren eines Trägers (1) mit einer partiell geschwächten Folie (2), bei dem die Folie (2) in eine Vakuumkaschieranlage eingebracht, vorgeformt und fixiert wird, sowie mittels mehrerer Nadeln (5) Schwächungen (4) in die innerhalb der Vakuumkaschieranlage fixierte Folie (2) eingebracht werden und die geschwächte, in der Vakuumkaschieranlage fixierte Folie (2) mit dem Träger (1) kaschiert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kaschieren eines Trägers mit einer partiell geschwächten Folie in einer Vakuumkaschieranlage. Derartige Schwächungen können insbesondere eine unsichtbare Reißnaht einer Airbagabdeckung zur Verwendung in Kraftfahrzeugen ausbilden.
Vor allem in Kraftfahrzeugen werden Airbags häufig hinter vollflächigen Bauteilen wie etwa der Instrumententafel, Türverkleidungen oder Lenkradabdeckungen angeordnet. Insbesondere im Fall der Instrumententafel und hier vor allem im Bereich vor dem Beifahrer in Kraftfahrzeugen sind die Airbags hinter Dekorverbunden, bestehend aus einem Kaschier- oder Dekorträger sowie Dekor- und Zwischenmaterialien wie etwa Schaumstoffschichten, Abstandsgewirken oder dergleichen angeordnet. Als abschließende Dekorschicht dienen Leder oder lederähnliche Materialien oder aber Folienmaterialien, die häufig so genannte Folien sind, welche üblicherweise eine zum Träger hingewandte Schaumschicht und eine mit der Schaumschicht fest verbundene, dem Träger abgewandte Kompaktschicht aufweisen. Bei den Folien kann es sich um Schaumfolien, um Bilaminatfolien oder um hinterschäumte Kompaktfolien handeln. Derartige Folien weisen eine besonders bevorzugte Kombination aus Oberflächengestaltbarkeit und Einstellbarkeit der Haptik des Dekorträgermaterials auf.
Um eine möglichst freie und ungehinderte Entfaltung des Airbags im Auslösefall gewährleisten zu können, sollen sowohl der Träger als auch das Dekormaterial sowie gegebenenfalls zwischen diesen angeordnete Zwischenschichten entlang vorab definierter Aufreißlinien brechen, um eine maximale Sicherheit für Fahrzeuginsassen bereitzustellen und darüber hinaus Verletzungen durch im Innenraum umher fliegende Teile sicher zu verhindern. Aus diesem Grund weist zumindest der Träger regelmäßig partielle Materialschwächungen entlang einer gewünschten Aufreißlinie auf. Beim Einsatz von bisher üblichen Folien wie etwa PVC(Polyvinylchlorid)-Schaumfolie, PVC-PP(Polyvinylchlorid-Polypropylen)-Bilaminatfolie oder dergleichen war eine Schwächung des Dekormaterials selbst aufgrund der vergleichsweise geringen Reißfestigkeit derartiger Folien unter der im Auslösefall auftretenden Scherbeanspruchung regelmäßig nicht erforderlich. Hierdurch wurde auch das Problem umgangen, dass in derartige Schaumfolien beispielsweise mittels Laser eingebrachte Materialschwächungen sich über die Zeit im Dekor abzeichnen. Dieses Problem wird beispielsweise in der DE 10 2006 059 590 A1 beschrieben.
Generell beschreibt beispielsweise die DE 44 11 283 C1 die Einbringung von Punktperforationen in dehnungselastische Folien, welche als Dekormaterial von Airbagabdeckungen dienen. Nach dem Einbringen der Punktschwächungen werden diese durch Erwärmen der Folie auf die Größe so genannter Mikroperforationen geschrumpft. Darüber hinaus beschreibt die DE 199 26 518 A1 die Einbringung von Perforationen in einen Instrumententafelträger, der mit einer Schaumfolie überzogen ist. Die Perforierungen verlaufen hierbei von innen durch den Instrumententafelträger und den Schaumrücken der Schaumfolie hindurch bis angrenzend an die Deckschicht der Schaumfolie. Schließlich beschreibt die DE 44 46 442 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Perforieren von glatten, geschlossenzelligen Oberflächen an sich offenzelliger Kunststoff-Schaumfolien, wobei in einer Thermoformanlage eine extrudierte Kunststoff-Schaumfolie auf eine vorgegebene Temperatur aufgeheizt wird, tiefgezogen und wärmefixiert wird und eine Nadelung vor oder nach der Thermoformung der Kunststoff-Schaumfolie erfolgt. Hierbei ist das Nadelwerkzeug komplementär zur Matrize der Thermoformanlage ausgebildet.
Nachteilig hierbei ist jedoch, dass die Ausrichtung der in die Schaumfolie eingebrachten Schwächungen mit den im Dekorträger vorgesehenen Schwächungen ausgesprochen komplex ist. Darüber hinaus unterliegt die so umgeformte Schaumfolie in weiteren Bearbeitungs- und Transportschritten auch weiteren Umformbelastungen, so dass ein zumindest partieller Verzug sowohl der Folie selbst als auch der in ihr eingebrachten Schwächungen nicht sicher unterbunden werden kann.
Dies alles führte bisher dazu, dass wie oben bereits erwähnt die bisher eingesetzten Schaumfolien in der Praxis keiner Schwächungsvorbehandlung unterzogen worden sind. Der Einsatz neuer Schaumfolien wie etwa Schaumfolien aus thermoplastischen Olefinen erlaubt aber aufgrund der bei diesen Materialien vorliegenden vergleichsweise hohen Dehnungs- und Reißfestigkeit nicht die Verwendung ungeschwächter Materialien. Darüber hinaus besteht auch bei den bisher verwendeten ungeschwächten PVC-Schaumfolien das Problem, dass diese die Anforderungen der Automobilhersteller an ein sicheres Aufreizen der Folien auch bei tiefen Temperaturen (–35°C) nicht erfüllen.
Ferner offenbart die WO 97/03866 A1 ein Verfahren zum Kaschieren eines Trägers mit einer Folie. Gemäß einer ersten Ausführungsform kann die Folie im ebenen Zustand auf einem XY-Tisch mittels einer Nadel geschwächt werden. Alternativ ist es auch möglich die Folie zunächst mit dem Träger zu verbunden und den Gesamtverbund mittels eines Knickroboters durch eine Nadelperforation zu schwächen.
Ferner beschreibt die JP 04-151345 A ein Verfahren zum Schwächen einer in einem Vakuumprozess geformten Dekorschicht durch ein heißes Messer. Die FR 2 875 762 A1 beschreibt darüber hinaus allgemein eine Nadelperforation einer Airbagabdeckung von der Sichtseite her.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mittels dessen Schwächungen in Folien eingebracht werden können, welche sich dauerhaft nicht abzeichnen und gleichzeitig die Ausrichtung der Schwächungen im Kaschiermaterial mit denjenigen im Träger gewährleistet ist.
Diese Aufgabe der Erfindung wird mit dem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Kaschieren eines Trägers mit einer partiell geschwächten Folie zur Verfügung, wobei sowohl die Einbringung der Schwächung in die Folie mittels einer oder mehrerer Nadeln als auch die Aufkaschierung der geschwächten Folie auf den Träger selbst in einer Vakuumkaschieranlage durchgeführt wird. Hierbei wird die Folie in die Vakuumkaschierlage eingebracht, dort zumindest vorgeformt und fixiert und anschließend geschwächt. Anschließend erfolgt positionsgenau die Aufkaschierung der geschwächten Folie auf den vorzugsweise ebenfalls geschwächten Träger.
Dabei kann die geschwächte Folie direkt und unter Verwendung eines Klebstoffs sowie gegebenenfalls eines Haftvermittlers auf den Träger aufgebracht werden. Ebenso können zwischen Träger und Folie eine oder mehrere Zwischenschichten vorgesehen sein, die üblicherweise eine die Haptik des Verbunds aus Träger und Kaschiermaterial einstellende Funktion haben. Besonders bevorzugt wird, dass die in die Folie eingebrachten Schwächungen mit den in dem Träger und gegebenenfalls sämtlichen Zwischenschichten eingebrachten Schwächungen ausgerichtet sind.
Die Erfindung ist auf alle Bereiche, bei denen partiell geschwächte Folien auf Träger aufkaschiert werden, anwendbar. Besonders bevorzugt wird jedoch, wenn die Schwächungen eine Reißnaht einer Airbagabdeckung, insbesondere zur Verwendung in Kraftfahrzeugen, ausbilden.
Vorzugsweise erfolgt die Fixierung der Folie zum Einbringen der Schwächung in einer Vorblasschale der Vakuumkaschieranlage mittels Druckluft oder Vakuum. Hierdurch wird die Folie besonders sicher und materialschonend fixiert, wodurch ein besonders genaues Schwächungsbild mit höchstmöglicher Präzision und möglichst geringer Beeinträchtigung des Rests der Folie bewirkt werden kann.
Es wird bevorzugt, wenn die Folie eine Kompaktschicht und eine Schaumschicht aufweist und beim Einbringen der Schwächungen mit ihrer Kompaktschicht an der Formschale des Vakuumkaschierwerkzeuges anliegt. In diesem Fall können die Schwächungen durch die Schaumschicht hindurch in die Kompaktschicht der Folie eingebracht werden. Insbesondere bei Nadeln mit einer leichten Konizität kann hierdurch gewährleistet werden, dass die in die Kompaktschicht eingebrachten Schwächungen und Schwächungs-Maße minimal sind, wodurch ein dauerhaft gutes Erscheinungsbild der Folie ohne Durchscheinen der Schwächungen besonders vorteilhaft unterstützt wird.
Die Schwächungen in der Folie können in der Form von Sacklöchern mit gleicher Tiefe und/oder gleichem Abstand vorliegen. Bevorzugt wird jedoch eine Ausgestaltungsform, bei der die Schwächungen zumindest teilweise durch die gesamte Folie hindurch, somit auch durch die wenigstens eine Kompaktschicht hindurch, verlaufen und somit Perforationen in der Folie ausbilden. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Folie so deutlich geschwächt wird, dass sie die Entfaltung des Airbags im Auslösefall nicht wesentlich behindert. Dies ist besonders wichtig bei den Schaumfolien auf der Basis von thermoplastischen Polyolefinen, bei denen die Kompaktschicht besonders reißfest ist sowie bei hinterschäumten Kompaktfolien auf PVC-Basis bei tiefen Temperaturen.
Die Umformung der Folie innerhalb der Vakuumkaschieranlage erfolgt üblicherweise unter Druck- und Temperaturbedingungen, die auf die zu verarbeitenden Materialien der Folie, des Trägers und gegebenenfalls des Klebstoffs angepasst sind. Besonders bevorzugt wird jedoch, wenn die Folie bei der Fixierung vorzugsweise beim Einbringen der Schwächungen mittels Nadeln eine erhöhte Temperatur aufweist, wobei hierbei als „erhöhte” Temperatur im erfindungsgemäßen Sinne jede Temperatur angesehen wird, die sich so deutlich von der Umgebungstemperatur unterscheidet, dass messbare Eigenschaftsänderungen oder Änderungen des Umformverhaltens der Folie auftreten.
Bevorzugt wird ebenso, wenn die zumindest eine Nadel beim Einbringen der Schwächungen eine erhöhte Temperatur aufweist, wodurch sowohl die zum Einbringen der Schwächungen in die Folie aufzubringenden Kräfte reduziert werden können als auch bei geeigneter Temperatureinstellung der Nadel die die Schwächung umgebenden Bereiche insbesondere in der Schaumschicht partiell aufgeschmolzen und vorzugsweise geschlossenzellig hinterlassen werden. Hierdurch wird ein dauerhaft gleich bleibendes Erscheinungsbild der geschwächten Folie mit einem mit einfachen Mitteln zu steuernden Verfahren gewährleistet.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Kaschieren eines Trägers mit einer partiell geschwächten Folie werden vorzugsweise eine Mehrzahl von Nadeln in die Vakuumkaschieranlage eingebracht und bringen die Schwächung vorzugsweise gemeinsam in die vorgeformte und fixierte Folie eine. Vorzugsweise ist die Mehrzahl von Nadeln zur Vereinfachung dieses Schwächungsprozesses daher auf einem gemeinsamen Werkzeug angeordnet, welches wiederum mit einer einzigen Steuerung versehen ist. Hierdurch wird die Automatisierung des Verfahrens besonders vorteilhaft unterstützt. Darüber hinaus kann hierdurch der Hardware-Einsatz im erfindungsgemäßen Verfahren auf ein notweniges Minimum beschränkt werden, ohne negative Einflüsse auf die Verfahrensdauer hinnehmen zu müssen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Schwächungen mit einem vorab festgelegten Druck mittels der Nadeln in die Folie eingebracht. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass eine ausreichende Penetrationstiefe der Nadeln in die Folie hinein vorliegt und gleichzeitig eine Beschädigung der Nadeln nicht eintritt. Dies stellt ein dauerhaft gleiches Schwächungsergebnis und Schwächungsbild in der Folie zur Verfügung.
Alternativ oder zusätzlich hierzu kann in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens die Vakuumkaschieranlage mit wenigstens einem Drucksensor ausgestattet sein, mittels dessen der von der zumindest einen Nadel auf die Folie und/oder die Vakuumkaschieranlage aufgebrachte Druck messbar ist. Auch hierdurch wird gewährleistet, dass die Nadeln bei der Einbringung der Schwächung in die Folie und/oder die der Folie zugewandte Aufnahmefläche der Vakuumkaschieranlage durch die Nadeln selbst nicht beschädigt werden. Beides führt zu einem gleichbleibend guten Erscheinungsbild der geschwächten Folie sowie zu einem konstant gleichen Verfahrensergebnis auch bei einer Vielzahl von Wiederholungen während der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von vier Figuren, welche eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Form darstellen, näher erläutert. Diese Figuren sind jedoch keinesfalls dazu geeignet, den Schutzbereich der Erfindung, wie er in den anhängenden Ansprüchen definiert ist, in irgendeiner Weise einzuschränken.
In den Figuren ist:
1 eine schematische Darstellung einer Folie vor dem Einbringen einer Vielzahl von Schwächungen,
2 eine schematische Darstellung des Schritts des Einbringens von Schwächungen in eine Folie,
3 eine schematische Querschnittsansicht einer geschwächten Folie, und
4 eine schematische Querschnittsansicht der mit einem Träger verbundenen Folie aus 3.
Wege zur Ausführung der Erfindung
In 1 wird schematisch eine Querschnittsansicht einer in eine (nicht dargestellten) Vakuumkaschieranlage eingebrachten Folie 2 dargestellt, wobei die Folie 2 aus einer Kompaktschicht 2a und einer hiermit fest verbundenen Schaumschicht 2b besteht. Die Folie 2 ist so in die Vakuumkaschieranlage eingebracht, dass die Kompaktschicht 2a an der Vorblasschale 3 der Vakuumkaschieranlage anliegt und mittels Unterdruck in dieser Lage und Form fixiert ist. Eine Vielzahl gleich gestalteter Nadeln 5 ist auf einem gemeinsamen Werkzeug 6 gleich beabstandet und zueinander ausgerichtet so angeordnet, dass das Verfahren des gemeinsamen Werkzeugs 6, gesteuert mittels einer (nicht dargestellten) gemeinsamen Steuerung, in Richtung auf die Vorblasform 3 hin zu einer Ausbildung einer Aufreißlinie durch eine Abfolge von (nicht dargestellten) Schwächungen führt.
In 2 ist eine Querschnittsansicht einer Folie 2 innerhalb der Vorblasform 3 einer Vakuumkaschieranlage dargestellt, wobei das gemeinsame Werkzeug 6 mit der Vielzahl von Nadeln 5 senkrecht zur Längserstreckung der Folie 2 durch die Schaumschicht 2b und die Kompaktschicht 2a hindurch geführt wurde. Um sicherzustellen, dass die gesamte Folie 2, somit nicht nur die Schaumschicht 2b, sondern auch die Kompaktschicht 2a, vollständig von den Nadeln 5 durchstoßen werden, bewirkt die (nicht dargestellte) Steuerung für das Nadelwerkzeug 6, das die Nadeln 5 auch in die der Folie 2 zugewandte Oberfläche der Vorblasform 3 eintauchen. Hierbei ist das Material der Vorblasform 3 so ausgewählt worden, dass eine Beschädigung der Spitzen der Nadeln 5 nicht eintritt.
In 3 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Folie 2 dargestellt, welche weiterhin mit ihrer Kompaktschicht 2a an der Vorblasform 3 der Vakuumkaschieranlage anliegt. In die Folie 2 hinein wurde eine Reihe von Schwächungen 4 mittels (nicht dargestellter) Nadeln eingebracht, wodurch eine Reißnaht ausgebildet wurde, welche durch die Aufeinanderfolge gleich geformter und gleich beabstandeter Schwächungen 4 gebildet wird.
4 stellt den abschließenden Verfahrensschritt der Kaschierung eines Trägers 1 mit einer geschwächten Folie 2 innerhalb der (nicht dargestellten) Vakuumkaschieranlage dar. Nach dem Einbringen der Schwächungen 4 in die Folie 2 hinein wird die Folie 2 mit dem Träger 1 verklebt, ohne dass nach dem Einbringen der Schwächungen 4 vorab ein Loslösen der Folie 2 aus der Vorblasschale 3 erfolgt wäre. Somit kann sichergestellt werden, dass in den Träger 1 eingebrachte (nicht dargestellte) Schwächungen in ihrer Lage und Ausrichtung exakt auf die Schwächungen 4 innerhalb der Folie 2 ausgerichtet sind.

Claims

Verfahren zum Kaschieren eines Trägers (1) mit einer partiell geschwächten Folie (2), bei dem die Folie (2) in eine Vakuumkaschieranlage eingebracht, vorgeformt und fixiert wird, sowie mittels mehrerer Nadeln (5) Schwächungen (4) in die innerhalb der Vakuumkaschieranlage fixierte Folie (2) eingebracht werden und die geschwächte, in der Vakuumkaschieranlage fixierte Folie (2) mit dem Träger (1) kaschiert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwächungen (4) eine unsichtbare Reißnaht einer Airbagabdeckung ausbilden.
Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung der Folie (2) in einer Vorblasschale (3) der Vakuumkaschieranlage mittels Druckluft oder Vakuum erfolgt.
Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (2) eine Kompaktschicht (2a) und eine Schaumschicht (2b) aufweist, mit ihrer Kompaktschicht (2a) an der Vakuumkaschieranlage anliegt und die Schwächungen (4) durch die Schaumschicht (2b) hindurch in die Kompaktschicht (2a) hinein eingebracht werden.
Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwächungen (4) zumindest teilweise durch die Folie (2) hindurch verlaufende Perforationen sind.
Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (2) bei der Fixierung und vorzugsweise auch beim Einbringen der Schwächungen (4) eine erhöhte Temperatur aufweist.
Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadeln (5) beim Einbringen der Schwächungen (4) eine erhöhte Temperatur aufweisen.
Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadeln (5) auf einem gemeinsamen Werkzeug (6) mit einer gemeinsamen Steuerung angeordnet sind.
Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwächungen (4) mit einem vorab festgelegten Druck in die Folie (2) eingebracht werden.