DE102022117764A1

DE102022117764A1 - Schneiden einer airbagklappen-scharnierschicht beim formen

Info

Publication number: DE102022117764A1
Application number: DE102022117764.5A
Authority: DE
Inventors: Carlos Lopez-Martinez; Antonio Esteban Guzman; Armando Barrios Zitlalpopoca
Original assignee: Faurecia Interior Systems Inc
Current assignee: Faurecia Interior Systems Inc
Priority date: 2021-07-28
Filing date: 2022-07-15
Publication date: 2023-02-02
Also published as: US12090691B2; US20230031059A1

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeuginnenabdeckung, die eine eingeformte Airbagklappe aufweist, beinhaltet ein Schneiden einer Scharnierschicht der Abdeckung, während die Scharnierschicht in einem Abdeckungsformwerkzeug gehalten wird. Die Scharnierschicht kann in der Form eines Verstärkungsnetzes sein und wird entlang eines Umfangs der Airbagklappe von dem Airbagklappenscharnier abgeschnitten. Das Schneiden erfolgt in dem Formwerkzeug entweder vor oder nach Einleiten des Formungsmaterials in den Formhohlraum. Das Schneiden erfolgt auch vor, während oder nach Schließen des Formwerkzeugs aus einem offenen Zustand. Ein Schneidwerkzeug des Formwerkzeugs ist entweder stationär oder beweglich in Bezug auf den Abschnitt des Formwerkzeugs, von dem es sich erstreckt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich generell auf Fahrzeuginnenraumkomponenten und insbesondere auf Abdeckungen, die über Airbags positioniert sind, die sich durch die Abdeckungen entfalten sollen.
HINTERGRUND
Personenkraftwagen sind normalerweise mit Airbags ausgestattet, die konfiguriert sind, um sich bei einem schweren Aufprall schnell in den Fahrgastraum des Fahrzeugs aufzublasen. Aufgrund der Art solcher Kollisionen sind Airbags konstruiert, um in weniger als einer Zehntelsekunde von einem gefalteten Zustand, verborgen hinter einer Fahrzeuginnenabdeckung, in einen vollständig aufgeblasenen Zustand überzugehen. In dieser kurzen Zeitspanne muss der Airbag in der Regel auch die darüber liegende Innenabdeckung durchbrechen, die in der Regel eine gepolsterte Kunststoffabdeckung ist. Solche Abdeckungen sind sorgfältig konstruiert, um auf kontrollierte Weise zu brechen, sodass der Airbag so wenig wie möglich behindert wird und die darüber liegende Abdeckung bei der Entfaltung nicht in mehrere Stücke zerbricht.
Die japanische Patentveröffentlichung JPH 052553964A offenbart ein Verfahren zum Herstellen einer Lenkradabdeckung zur Anordnung über einem Airbag. Die Abdeckung wird hergestellt, indem ein Verstärkungsnetz horizontal in ein Schaumformwerkzeug gelegt wird. Das Netz weist vorgeformte Schlitze auf, die auf vertikale Stifte passen, die sich aus dem unteren Teil des Formwerkzeugs erstrecken. Sobald das Netz auf den Stiften sitzt, werden die Stifte in Richtung des unteren Teils des Werkzeugs zurückgezogen, und das Netz wird stellenweise zwischen den Köpfen der Stifte und dem unteren Teil des Werkzeugs eingeklemmt. Schaummaterial wird über das Netz in das Werkzeug eingespritzt. Die Stifte halten das Netz während des Formens an seiner Stelle und verhindern, dass die Ränder des Schlitzes zur Oberfläche der fertigen Abdeckung hin ansteigen, was in der bisherigen Technik ein Problem war. Das Netz erstreckt sich über den gesamten Aufreißnahtbereich der Abdeckung. Diese Anordnung kann zwar verhindern, dass die Abdeckung beim Entfalten des Airbags in vielfache Stücke zerbricht, sie verstärkt aber auch kontraproduktiv die Reißnaht der Abdeckung.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet ein Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeuginnenabdeckung, die eine eingeformte Airbagklappe aufweist, ein Schneiden einer Scharnierschicht der Abdeckung, während die Scharnierschicht zwischen einem ersten und einem zweiten Abschnitt eines Formwerkzeugs gehalten wird, in dem die Abdeckung geformt wird.
In verschiedenen Ausführungsformen wird der Schneideschritt ausgeführt, während das Formwerkzeug von einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand übergeht, bevor die Abdeckung geformt wird.
In verschiedenen Ausführungsformen wird der Schneideschritt ausgeführt, während das Formwerkzeug in einem geschlossenen Zustand ist.
In verschiedenen Ausführungsformen wird der Schneideschritt nach Formen der Abdeckung ausgeführt.
In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet das Formwerkzeug ein Schneidwerkzeug, das sich von einem der Abschnitte des Formwerkzeugs erstreckt und in Bezug darauf stationär ist.
In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet das Formwerkzeug ein Schneidwerkzeug, das beweglich mit einem der Abschnitte des Formwerkzeugs gekoppelt ist, wobei das Schneidwerkzeug konfiguriert ist, um sich in Bezug auf den Abschnitt, mit dem es gekoppelt ist, mittels eines Aktuators zu bewegen.
In verschiedenen Ausführungsformen umfasst das Formwerkzeug einen Auswerfer, der mit einem der Abschnitte des Formwerkzeugs gekoppelt ist. Der Auswerfer wird während des Schneidevorgangs in Richtung eines Schneidwerkzeugs vorgespannt.
In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet das Verfahren Folgendes: Halten der Scharnierschicht zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt des Formwerkzeugs, wobei das Formwerkzeug in einem offenen Zustand ist; Bewegen des ersten Abschnitts in Bezug auf den zweiten Abschnitt, um das Formwerkzeug in einen geschlossenen Zustand zu versetzen, um dadurch einen Formhohlraum zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt des Formwerkzeugs zu bilden, wobei mindestens ein Abschnitt der Scharnierschicht in dem Formhohlraum ist; und Einleiten von Formungsmaterial in den Formhohlraum, sodass die Scharnierschicht mindestens teilweise in das Formungsmaterial eingebettet ist. Der Schneideschritt wird während des Bewegungsschritts ausgeführt.
In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet das Verfahren Folgendes: Halten der Scharnierschicht zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt des Formwerkzeugs, wobei das Formwerkzeug in einem offenen Zustand ist; Bewegen des ersten Abschnitts in Bezug auf den zweiten Abschnitt, um das Formwerkzeug in einen geschlossenen Zustand zu versetzen, um dadurch einen Formhohlraum zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt des Formwerkzeugs zu bilden, wobei mindestens ein Abschnitt der Scharnierschicht in dem Formhohlraum ist; und Einleiten von Formungsmaterial in den Formhohlraum, sodass die Scharnierschicht mindestens teilweise in das Formungsmaterial eingebettet ist. Der Schneideschritt wird nach dem Einleitschritt ausgeführt.
In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet das Verfahren Folgendes: Aufbewahren eines Abfallabschnitts der Scharnierschicht, die während des Schneideschritts gebildet wird, in einem sekundären Hohlraum des Formwerkzeugs; und Auswerfen des Abfallabschnitts aus dem Formwerkzeug, nachdem die Abdeckung geformt wurde.
In verschiedenen Ausführungsformen weist die Airbagklappe einen Umfang auf, der einen Scharnierabschnitt und einen Randabschnitt beinhaltet, und die Scharnierschicht wird während des Schneideschritts entlang des Randabschnitts geschnitten.
In verschiedenen Ausführungsformen wird die Scharnierschicht während des Schneideschritts entlang einer Seite des Airbagklappenumfangs gegenüber dem Scharnierabschnitt des Umfangs geschnitten.
In verschiedenen Ausführungsformen weist der Randabschnitt eine U-Form auf, und die Scharnierschicht wird während des Schneideschritts entlang gegenüberliegender Seiten der U-Form geschnitten.
In verschiedenen Ausführungsformen ist die Airbagklappe eine erste Airbagklappe, die einen ersten Umfang aufweist, und die Abdeckung beinhaltet eine zweite eingeformte Airbagklappe, die einen zweiten Umfang aufweist. Die Scharnierschicht wird während des Schneideschritts zwischen dem ersten und dem zweiten Umfang geschnitten.
In verschiedenen Ausführungsformen ist die Scharnierschicht ein Verstärkungsnetz.
Es ist vorgesehen, dass eine beliebige Anzahl der einzelnen Merkmale der oben beschriebenen Ausführungsformen und aller anderen in den Zeichnungen oder der nachfolgenden Beschreibung dargestellten Ausführungsformen in beliebiger Kombination miteinander kombiniert werden können, um eine Erfindung zu definieren, außer dort, wo Merkmale nicht kompatibel sind.
Figurenliste
Veranschaulichende Ausführungsformen sind im Folgenden in Verbindung mit den folgenden Figuren beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und wobei:

1 eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer Fahrzeuginnenabdeckung mit einer eingeformten Airbagklappe und einer eingebetteten Scharnierschicht ist;
2 eine Draufsicht auf die Fahrzeuginnenabdeckung mit einer zweiten eingeformten Airbagklappe ist;
3 eine Querschnittsansicht der Abdeckung von 1 ist;
4 eine Querschnittsansicht eines Abdeckungsformwerkzeugs in geöffnetem Zustand ist;
5 eine Querschnittsansicht des Werkzeugs von 4 ist, das sich in Richtung eines geschlossenen Zustands bewegt;
6 eine Querschnittsansicht des Werkzeugs von 4 und 5 in geschlossenem Zustand ist;
7 die Querschnittsansicht von 6 ist, nachdem Formungsmaterial in den Formhohlraum eingeleitet wurde;
8 eine Querschnittsansicht eines Abdeckungsformwerkzeugs in geöffnetem Zustand ist;
9 eine Querschnittsansicht des Werkzeugs von 8 in geschlossenem Zustand ist;
10 die Querschnittsansicht von 9 nach Einleiten von Formungsmaterial in den Formhohlraum ist; und
11 eine Querschnittsansicht von 10 beim Schneiden der Scharnierschicht ist.

BESCHREIBUNG VON VERANSCHAULICHENDEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend ist eine Fahrzeuginnenabdeckung beschrieben, die eine eingeformte Airbagklappe aufweist, zusammen mit einem Verfahren zum Herstellen der Abdeckung mit einem Formwerkzeug, das ausgestattet ist, um einen Teil der Abdeckung zu schneiden, während es in dem Formwerkzeug ist. Das Verfahren macht Nachbearbeitungsprozesse überflüssig und damit auch den Bedarf an zusätzlicher Ausrüstung, Produktionsfläche und Vorrichtungen - die ziemlich groß sein können, wenn es sich bei der geformten Abdeckung beispielsweise um eine Instrumententafel handelt.
1 ist eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer Fahrzeuginnenabdeckung 10, wie z. B. eine Instrumententafel, die zum Einbau entlang eines vorderen Endes einer Fahrzeugpassagierkabine bestimmt ist und mindestens einen Teil (z. B. 40-100 %) der Querbreite der Fahrgastzelle überspannt. Wenn die Abdeckung 10 in das Fahrzeug eingebaut ist, liegt sie über einem Airbagmodul, das konfiguriert ist, um im Fall eines Fahrzeugaufpralls einen Airbag aufzublasen. Das Abdeckung 10 ist unbeschnitten veranschaulicht, um bestimmte Merkmale zu zeigen, ist aber normalerweise mit einer dekorativen Abdeckungsschicht (z. B. einer mit Schaumstoff hinterlegten TPU-Schicht oder mit Abstandsgewebe hinterlegtem Leder) versehen, die zumindest den veranschaulichten Abschnitt der Abdeckung abdeckt, wenn sie in dem Fahrzeug installiert ist.
Die Abdeckung 10 weist einen Rahmen 12, eine Airbagklappe 14 und eine eingebettete Scharnierschicht 16 auf. Die Abdeckung 10 wird aus einem polymerbasierten Material, wie z. B. einem faserverstärkten Polyolefin, einer Polycarbonatlegierung (z. B. PC/ABS) oder einem thermoplastischen Elastomer (TPE) geformt. Die Airbagklappe 14 wird in die Abdeckung 10 eingeformt, d. h. die Airbagklappe wird zusammen mit dem sie umgebenden Rahmen 12 in demselben Formhohlraum und aus demselben Material als ein durchgehendes Stück gebildet. Die Airbagklappe 14 befindet sich vollständig innerhalb eines inneren Umfangs 18 des Rahmens 12. Dieser Umfang 18 definiert zumindest teilweise eine Entfaltungsöffnung, durch die sich der darunter liegende Airbag in die Fahrgastzelle entfaltet. Im Fall einer Instrumententafel ist der Rahmen 12 als der Abschnitt der geformten Abdeckung 10 verkörpert, der sich außerhalb der Airbagklappe 14 befindet und diese umgibt. Diese Lehren sind auch anwendbar auf Innenverkleidungen in Form einer Drop-In- oder Rückseiten-Airbagschachtanordnung, die einen Rahmen aufweist, der zum Anbringen an einer Instrumententafel an einer durch die Abdeckung gebildeten Entfaltungsöffnung konfiguriert ist. Klappenverkleidungen, Dachverkleidungen, Lenkradverkleidungen und Sitzverkleidungen sind weitere, nicht beschränkende Beispiele für geeignete Innenabdeckungen.
Die Airbagklappe 14 weist einen Außenumfang 20 auf, der innerhalb des Innenumfangs 18 des Rahmens 12 liegt, und kann eine Außenfläche aufweisen, die generell in derselben Ebene oder entlang derselben Kontur ist wie der Umfangsabschnitt des Rahmens. Die Airbagklappe 14 kann weitere Merkmale beinhalten, wie z. B. ein Netzwerk aus Versteifungsrippen entlang einer oder beider der veranschaulichten Außenflächen und der gegenüberliegenden Innenflächen. Die Airbagklappe 14 ist durch ein Scharnier 22 entlang eines Scharnierabschnitts 24 ihres Umfangs 20 und einer oder mehreren Materialbrücken 26 entlang eines Randabschnitts 28 ihres Umfangs an dem Rahmen 12 angebracht. In diesem Beispiel ist der Scharnierabschnitt 24 entlang einer der langen Seiten des rechteckigen Umfangs 20, und der Randabschnitt 28 ist der verbleibende U-förmige Abschnitt des Umfangs. Das Scharnier 22 und/oder die Materialbrücken 26 können auch in die Abdeckung 10 eingeformt sein.
Jede Materialbrücke 26 erstreckt sich von dem Umfang 20 der Airbagklappe 14 bis zu dem Innenumfang 18 des Rahmens 12 und bringt die Klappe stellenweise an dem Rahmen an. Schlitze oder andere Durchgangsöffnungen 30 sind entlang des Umfangs 20 der Airbagklappe 14 zwischen aufeinanderfolgenden Materialbrücken 26 definiert. Beim Entfalten des Airbags brechen die Materialbrücken 26 durch die stellenweise Konzentration von Spannungen aus den Aufblaskräften des Airbags, sodass die Airbagklappe 14 um das Scharnier 22 schwenkt und die Entfaltungsöffnung freigibt. Jede Materialbrücke 26 kann eine Breite in einem Bereich des 1- bis 4-fachen der Nennstärke der Abdeckung und eine Stärke in einem Bereich des 0,5- bis 1-fachen der Nennstärke der Abdeckung aufweisen. Qualitativ gesehen müssen die Materialbrücken 26 nur ausreichend stark sein, um zu verhindern, dass die Airbagklappe 14 innerhalb des Rahmens 12 durchhängt und bricht, wenn sie äußeren Kräften ausgesetzt ist, z. B. wenn sich ein Fahrzeuginsasse unwissentlich gegen die Klappe 14 der Abdeckung 10 lehnt, die nach dem Anbringen der dekorativen Verkleidungsschicht abgedeckt ist.
Jedes Scharnier 22 ist konfiguriert, um intakt zu bleiben und um die Befestigung der Klappe 14 beim Auslösen des Airbags an dem Rahmen 12 aufrechtzuerhalten. Dies kann teilweise dadurch erreicht werden, dass das Scharnier 22 zumindest entlang des größten Teils des Scharnierabschnitts 24 der Airbagklappe 14 durchgängig ist (wie in 1), indem die Anzahl der Durchgangsöffnungen entlang des Scharniers 22 minimiert wird und/oder das Scharnier in einer flexiblen Form bereitgestellt ist, die eher zum Biegen als zum Brechen neigt. Das Scharnier 22 kann z. B. einen U-förmigen Querschnitt aufweisen (siehe 3).
Die Scharnierschicht 16 ist bereitgestellt, um die Befestigung der Klappe 14 an dem Rahmen 12 beim Auslösen des Airbags aufrechtzuerhalten, selbst wenn der gebildete Kunststoffabschnitt des Scharniers 22 bricht. Die Scharnierschicht 16 ist somit eine Verstärkungsschicht des Scharniers 22 und erstreckt sich zumindest über das Scharnier (in y-Richtung von 1) von einer Stelle außerhalb des Innenumfangs 18 des Rahmens 12 zu einer Stelle innerhalb des Außenumfangs 20 der Airbagklappe 14. Die Scharnierschicht 16 ist zumindest teilweise in das Material des Rahmens 12, das Material der Klappe 14 und das Material des Scharniers 22, sofern vorhanden, eingebettet. Es ist auch möglich, Kunststoffmaterial an dem Scharnier 22 wegzulassen, sodass die Scharnierschicht 16 an sich das Scharnier ist.
In dem Beispiel von 1 erstreckt sich die Scharnierschicht 16 über die gesamte projizierte Fläche der Airbagklappe 14 und nach außen in einer x-y-Ebene, über den Umfang 20 der Airbagklappe und über den Innenumfang 18 des Rahmens hinaus. Die äußersten Ränder und der Außenumfang der Scharnierschicht 16 befinden sich alle in dem Rahmen 12 der Abdeckung 10 und sind darin eingebettet. Während die Scharnierschicht 16 nur über das Scharnier 22 als Verstärkungsschicht erforderlich ist, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Scharnierschicht über den gesamten Bereich der Airbagklappe zu erstrecken, um den Oberflächenbereich der Scharnierschicht zu maximieren, der mit dem Formungsmaterial der Airbagklappe 14 in Kontakt ist, da die Scharnierschicht 16 aus einem anderen Material als das Formungsmaterial der Airbagklappe gebildet sein kann. Eine vollständige Abdeckung der Airbagklappe gewährleistet, dass sich die Airbagklappe 14 nicht von der Scharnierschicht löst, wie z. B. beim Auslösen des Airbags.
Als Verstärkungsschicht kann die Scharnierschicht 16 aus einem Material gefertigt sein, das stärker ist als der Kunststoff, in den es eingebettet ist, und/oder eine stärkere Form aufweisen, wie z. B. eine Faserschicht. In einem Beispiel umfasst die Scharnierschicht 16 Aramidfasern oder ist vollständig daraus gefertigt. Aramidfasern oder eine Aramidfasermischung können in Form einer gewebten Stoffbahn, eines schmelzgebundenen Netzes oder in Form eines einheitlichen extrudierten Netzes sein. Wie es hierin verwendet wird, beinhaltet ein Netz eine beliebige flexible Folie aus gleichmäßig angeordnetem, verseiltem Material mit Öffnungen zwischen den Strängen, die mindestens so breit sind wie die Stränge. Beispielsweise bilden Stränge aus Aramidfasern, die einen Durchmesser von 0,5 mm aufweisen, die mit einem Zwischenraum von 0,5 mm oder mehr miteinander verwoben sind, ein Netz. Die Scharnierschicht 16 kann auch eine gewebte oder nicht gewebte Stoffschicht aus Naturfasern, synthetischen Fasern, Glasfasern oder Kohlenstofffasern sein, um nur einige Beispiele zu nennen. Die Scharnierschicht 16 kann auch aus metallischen Materialien gebildet sein, z. B. aus einem Metalldrahtgeflecht oder Metallgewebe, einer Metallfolie oder einem dünnen Blech. In einer Ausführungsform ist die Scharnierschicht 16 ein Verstärkungsnetz, das aus einem Polyester (z. B. PET, PBT) gefertigt ist. Nicht-Aramid-Polymere sind zwar nicht so widerstandsfähig wie Aramide, besitzen aber den Vorteil, dass sie kostengünstiger sind und sich besser mit dem Polymerwerkstoff verbinden lassen, aus dem die Abdeckung geformt wird.
In 1 ist die Scharnierschicht 16 als gitterartiges Netz mit quadratischen Öffnungen zwischen den Strängen dargestellt und in gestrichelten Linien gezeigt, wo sie innerhalb des Umfangs 20 der Airbagklappe, außerhalb des Innenumfangs 18 des Rahmens 12, entlang und über das Scharnier 22 und an den Materialbrücken 26 in das geformte Material eingebettet ist. Wie es nachstehend näher beschrieben ist, wurde die Scharnierschicht 16 an den Schlitzen 30 zwischen aufeinanderfolgenden Materialbrücken 26 abgeschnitten, um die Scharnierschicht ausreichend zu schwächen, sodass sie beim Entfalten des Airbags entlang des Randabschnitts 28 des Umfangs 20 der Airbagklappe 14, nicht aber entlang des Scharnierabschnitts 24 bricht. Mit anderen Worten, die Durchgangsöffnungen 30 erstrecken sich sowohl durch das geformte Material als auch durch die Scharnierschicht 16 zwischen den Materialbrücken 26, während die Scharnierschicht durchgehend (d. h. ohne Ausschnitte) über das Scharnier 22 und die Materialbrücken 26 verläuft. Im Beispiel von 1 sind die Stränge der Scharnierschicht 16 als durchgezogene Linien in der Nähe der Ecken der Airbagklappe 14 dargestellt, wo Durchgangsöffnungen zwischen dem Rahmen 12 und der Klappe 14 geformt sind, aber die Scharnierschicht nicht abgeschnitten wurde. In anderen Ausführungsformen wird die Scharnierschicht 16 an allen Stellen der Durchgangsöffnungen 30 abgeschnitten.
Das Beispiel von 2 beinhaltet eine zweite Airbagklappe 14' innerhalb des Innenumfangs 18 des Rahmens 12. Die Erörterung von 2 beschränkt sich auf die Merkmale, die sich von jenen in 1 unterscheiden. Die zweite Airbagklappe 14' ist mit einem zweiten Scharnier 22' an dem Rahmen 12 angebracht, das sich auf der dem ersten Scharnier 22 gegenüberliegenden Seite des Innenumfangs 18 des Rahmens 12 befindet. Materialbrücken 26 erstrecken sich zwischen jeder Airbagklappe 14, 14' und dem Rahmen 12 und verbinden diese entlang der Randabschnitte 28 ihrer jeweiligen Umfänge 20, 20'. Materialbrücken 26 erstrecken sich auch zwischen den zwei Airbagklappen 14, 14' und verbinden sie dort, wo ihre Randabschnitte 28, 28' einander gegenüberliegen und parallel zueinander verlaufen.
Die Scharnierschicht 16 von 2 erstreckt sich über beide Airbagklappen 14, 14' und beide Scharniere 22, 22' (in y-Richtung) und weist eine Breite (in x-Richtung) auf, die gleich wie oder kleiner als die Länge der Scharniere 22, 22' ist. Gegenüberliegende Ränder des Außenumfangs der Scharnierschicht 16 sind außerhalb des Scharniers 22 in den Rahmen 12 eingebettet. Ein Großteil der anderen zwei Ränder der Scharnierschicht 16 sind in die Airbagklappen 14, 14' eingebettet. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Scharnierschicht 16 über die gesamte Strecke jeder Airbagklappe 14, 14' zwischen dem jeweiligen Scharnier 22, 22' und dem gegenüberliegenden Rand der entsprechenden Klappe zu verlängern. Wenn die Scharnierschicht 16 zumindest teilweise in das Material des Rahmens 12, der Klappen 14, 14' und der Scharniere 22, 22' eingebettet ist, kann sie zunächst als ein einziges, sich über beide Klappen und beide Scharniere erstreckendes Stück hergestellt und dann in dem Formwerkzeug an den Durchgangsöffnungen 30 abgeschnitten werden, wie es weiter unten erörtert wird.
Die Scharnierschicht 16 ist als Netz mit quadratischen Öffnungen zwischen den Strängen dargestellt und an den Stellen gestrichelt eingezeichnet, an denen sie in das geformte Material eingebettet ist, was in 2 überall der Fall ist. Die Scharnierschicht 16 wurde an den Schlitzen 30 zwischen aufeinanderfolgenden Materialbrücken 26, die sich zwischen den beiden Klappen 14, 14' erstrecken, abgeschnitten, um die Scharnierschicht ausreichend zu schwächen, sodass sie beim Entfalten des Airbags entlang der jeweiligen Randabschnitte der Umfänge 20, 20' der Airbagklappen, nicht aber entlang der Scharnierabschnitte 22, 22' bricht. Mit anderen Worten, die Durchgangsöffnungen 30 zwischen den Klappen 14, 14' erstrecken sich sowohl durch das geformte Material als auch durch die Scharnierschicht 16, während die Scharnierschicht durchgehend (d. h. ohne Ausschnitte) über die Scharniere 22, 22' und die Materialbrücken 26 zwischen den Klappen 14, 14' verläuft. In dem Beispiel von 2 wurde die Scharnierschicht 16 beim Formen an den Schlitzen, die entlang der gegenüberliegenden Seitenkanten der Airbagklappen 14, 14' verlaufen, weggelassen.
3 ist eine Querschnittsansicht der Tafel 10 von 1, die die Airbagklappe 14 innerhalb des Umfangs 18 des Rahmens 12 veranschaulicht, die durch das Scharnier 22 und die Materialbrücken 26 an dem Rahmen angebracht ist. Die Scharnierschicht 16 ist in 3 als kleine Kreise dargestellt und erstreckt sich von einem Abschnitt des Rahmens 12 neben dem Scharnier 22 über das Scharnier, über die Materialbrücken 26 und in einen Abschnitt des Rahmens gegenüber der Scharnierseite der Klappe 14. Die Querschnittsansicht ist durch einen der Schlitze 30 zwischen den Materialbrücken 26 von 1 genommen, sodass eine der Materialbrücken 26 zu sehen ist. Hier ist die Scharnierschicht 16 als sichtbar entlang der Materialbrücke 26 dargestellt, weil die Scharnierschicht in dem Formwerkzeug, in dem die Abdeckung 10 geformt wurde, geschnitten wurde. Während die Scharnierschicht 16 in 3 so dargestellt ist, dass sie vollständig in die Stärke der geformten Abschnitte des Rahmens 12, der Klappe 14 und des Scharniers 22 eingebettet ist, ist dies nicht immer der Fall. Beispielsweise kann die Scharnierschicht 16 aufgrund der Fließrichtung des Materials und der anfänglichen Formdruckwerte während des Formens der Abdeckung 10 näher an einer Seite (z. B. der Unterseite) der Airbagklappe 14 sein als an der anderen, und ein Abschnitt der Scharnierschicht kann an dieser Seite der Klappe hindurchscheinen. Wenn Versteifungsrippen in die Airbagklappe 14 eingeformt sind, kann die Scharnierschicht 16 auch nur an den Versteifungsrippen vollständig eingebettet sein, nicht aber an der Oberfläche der Klappe 14, von der aus sich die Rippen erstrecken.
Nachstehend sind Ausführungsformen eines exemplarischen Verfahrens zum Herstellen der oben beschriebenen Abdeckung 10 zur Verwendung über einem entfaltbaren Airbag beschrieben. Das Verfahren beinhaltet ein Schneiden der Scharnierschicht 16, während sie in dem oder durch das Formwerkzeug, in dem die Abdeckung 10 geformt wird, gehalten wird. 4-7 sind seitliche Querschnittsansichten eines Teils eines solchen Formwerkzeugs 100, das in verschiedenen Phasen des Verfahrens veranschaulicht ist. Das Formwerkzeug 100 beinhaltet einen ersten Abschnitt 102 und einen zweiten Abschnitt 104, die in Bezug aufeinander zwischen einer offenen Position (4) und einer geschlossenen Position (6) beweglich sind, in der ein Formhohlraum 106 zwischen den zwei Werkzeugabschnitten gebildet wird. In diesem Beispiel ist der erste Abschnitt 102 des Werkzeugs 100 stationär und beinhaltet Einspritzdüsen 108, die sich auf der Oberfläche des ersten Abschnitts 102 öffnen, während sich der zweite Abschnitt 104 horizontal zu dem ersten Abschnitt 102 hin und davon weg bewegt, um das Formwerkzeug zu schließen bzw. zu öffnen. Die Querschnittsansicht von 4-7 ist durch einen Abschnitt des Formwerkzeugs aufgenommen, entlang dessen die Scharnierschicht 16 zu schneiden ist und wo ein Schlitz 30 durch die Abdeckung 10 gebildet werden soll.
4 zeigt das Formwerkzeug 100 in geöffnetem Zustand und mit der Scharnierschicht 16, die zwischen dem ersten und dem zweiten Werkzeugabschnitt 102, 104 gehalten wird. Die Scharnierschicht 16 wird in diesem Beispiel von dem zweiten Abschnitt 104 des Werkzeugs 100 gehalten. In einer Ausführungsform erstrecken sich Stellstifte (nicht gezeigt) von dem zweiten Abschnitt 104 des Werkzeugs 100, und Arretierlöcher in der Platte des Scharnierschichtmaterials werden über den Stellstiften angeordnet, um es zwischen den Werkzeugabschnitten 102, 104 zu halten, bevor das Werkzeug geschlossen wird. Der erste Werkzeugabschnitt 102 kann entsprechende Aussparungen aufweisen, um die Stellstifte aufzunehmen, wenn das Werkzeug geschlossen ist. Es sind auch andere Halteeinrichtungen möglich, wie z. B. ein Vakuum entlang einer Formoberfläche oder eine kontinuierliche Rolle von Scharnierschichtmaterial, das zwischen den Werkzeugabschnitten 102, 104 zugeführt und zwischen den Formungszyklen indexiert wird.
Das Formwerkzeug 100 beinhaltet ein Schneidwerkzeug 110, das konfiguriert ist, um die Scharnierschicht 16 zu schneiden, während die Scharnierschicht zwischen den Werkzeugabschnitten 102, 104 gehalten wird. In diesem Beispiel erstreckt sich das Schneidwerkzeug 110 von dem ersten Werkzeugabschnitt 102 aus und ist in Bezug darauf feststehend. Das veranschaulichte Schneidwerkzeug 110 weist einen abnehmbaren und austauschbaren Abschnitt 112 an seinem Schneidende auf, um die Verwendung besonders harter Materialien (z. B. Wolframkarbid) zu ermöglichen, ohne dass die gesamte Länge des Schneidwerkzeugs aus einem solchen harten Material gefertigt sein muss. Der zweite Abschnitt 104 des Werkzeugs 100 beinhaltet eine Aufnahmeöffnung 114 zum Aufnehmen des Schneidendes des Schneidwerkzeugs 110. Die Öffnung 114 kann als Teil eines Einsatzes gebildet sein, der nach längerem Gebrauch des Schneidwerkzeugs 110 ersetzt werden kann. In einer anderen Ausführungsform ist das Schneidwerkzeug 110 ein einteiliger, ersetzbarer Einsatz aus gehärtetem Werkzeugstahl, was eine Herstellung des Schneidwerkzeugs erleichtert.
In dem veranschaulichten Beispiel wird die Scharnierschicht 16 während des Schließvorgangs der Form und vor Einleiten von Formungsmaterial in den Formhohlraum 106 wie folgt geschnitten. Nachdem die Scharnierschicht 16 in geöffnetem Zustand zwischen den Werkzeugabschnitten 102, 104 gehalten wird, werden die Werkzeugabschnitte aufeinander zu bewegt, in diesem Fall durch den zweiten Werkzeugabschnitt 104, der sich auf den ersten 102 zu bewegt. Während diese relative Bewegung fortgesetzt wird, um das Werkzeug 100 in seinen geschlossenen Zustand zu bringen, schert das Schneidwerkzeug 110 durch die Scharnierschicht 16 an der Schnittstelle zwischen dem Schneidwerkzeug und der Aufnahmeöffnung 114. Dies ist in 5 veranschaulicht, wo der Abschnitt der Scharnierschicht 16 entlang der Unterseite des Schneidwerkzeugs 110 geschnitten wurde.
Der Schließschritt der Form wird fortgesetzt, bis das Werkzeug 100 in dem geschlossenen Zustand von 6 ist, in dem der Formhohlraum 106 vollständig definiert ist. In diesem Stadium hat das Schneidwerkzeug 110 die gesamte Stärke der Scharnierschicht 16 durchtrennt, und es entsteht ein Abfallabschnitt 116 der Scharnierschicht, der sich in einem sekundären Hohlraum 118 befindet, der in der Aufnahmeöffnung 114 zwischen dem Schneidende das Schneidwerkzeug 110 und einem Auswerfer 120 des zweiten Werkzeugabschnitts 104 definiert ist. Der Abfallabschnitt 116 wird für den Rest des Formungsprozesses in diesem sekundären Hohlraum 118 aufbewahrt. Wenn das Werkzeug 100 in dem geschlossenen Zustand von 6 ist, ist die Scharnierschicht 16 an einigen Stellen in dem Formhohlraum 106 - in diesem Fall an den Stellen der Scharniere 22, 22' - zwischen den Werkzeugabschnitten 102, 104 eingespannt, und zumindest ein Abschnitt der Scharnierschicht befindet sich in dem ungefüllten Hohlraum 106.
Anschließend wird Formungsmaterial 122 in den Formhohlraum 106 eingeleitet, sodass die Scharnierschicht 16 zumindest teilweise in das Formungsmaterial eingebettet ist, wie es in 7 gezeigt ist. Hier bildet das Schneidwerkzeug 110 einen Abschnitt der Oberfläche des Formhohlraums 106. Insbesondere sind Schlitze 30, wie jene zwischen den Airbagklappen in 2, um das Schneidwerkzeug 110 herum gebildet. Das Einleiten des Formungsmaterials 122 kann durch Thermoplast-Spritzguss oder ein anderes geeignetes Verfahren (z. B. Transfer Molding, RIM usw.) erfolgen. Sobald das Material 122 ausreichend verfestigt ist, kann das Werkzeug 100 wieder in den offenen Zustand gebracht werden und die geformte Abdeckung 10 kann aus dem Werkzeug entnommen werden. Der Auswerfer 120 kann konfiguriert sein, um sich zusammen mit anderen Auswerferstiften, die das Formteil 10 von dem zweiten Abschnitt 104 des Werkzeugs wegdrücken, (d. h. in Richtung des ersten Abschnitts 102 des Werkzeugs) zu bewegen, um den Abfallabschnitt 116 der Scharnierschicht aus dem Werkzeug 100 auszuwerfen.
In einer Variante des Verfahrens von 4-7 wird die Scharnierschicht 16 geschnitten, nachdem das Formwerkzeug geschlossen wurde, aber bevor Formungsmaterial in den Formhohlraum eingeleitet wird. Das Schneidwerkzeug 110 kann beispielsweise mit dem ersten Werkzeugabschnitt 102 gekoppelt sein, sodass es durch die Kraft eines Aktuators (z. B. eines fluidbetriebenen Zylinders) in Bezug auf den ersten Werkzeugabschnitt beweglich ist. In diesem Fall kann das Schneidwerkzeug 110 in dem ersten Abschnitt 102 des Werkzeugs in einer zurückgezogenen Position sein, wenn das Werkzeug von dem offenen in den geschlossenen Zustand übergeht, und dann ausgefahren werden, um den Schneideschritt auszuführen, nachdem die Form geschlossen wurde. Der Schneidwerkzeug kann dann wieder zurückgezogen werden, nachdem das geformte Teil verfestigt ist und/oder das Werkzeug den offenen Zustand erreicht hat.
8-11 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform des Verfahrens, bei der die Scharnierschicht 16 geschnitten wird, nachdem das Werkzeug 100 in dem geschlossenen Zustand ist und nachdem Formungsmaterial in den Formhohlraum eingeleitet wurde. 8 zeigt das Formwerkzeug 100 in dem geöffneten Zustand und mit der Scharnierschicht 16, die auf ähnliche Weise wie jene in 4 zwischen dem ersten und zweiten Werkzeugabschnitt 102, 104 gehalten wird. In diesem Beispiel ist das Schneidwerkzeug 110 beweglich mit dem zweiten Abschnitt 104 des Formwerkzeugs 100 gekoppelt und konfiguriert, um sich mittels eines Aktuators 124, wie z. B. einen hydraulischen oder anderen fluidbetriebenen Zylinder, in Bezug auf den zweiten Abschnitt 104 des Formwerkzeugs zu bewegen. Das veranschaulichte Schneidwerkzeug 110 ist einteilig, könnte aber wie im vorherigen Beispiel ein auswechselbares Hartmetallschneidende beinhalten.
Der erste Abschnitt 104 des Werkzeugs 100 beinhaltet eine Aufnahmeöffnung 114, um das schneidende Ende des Schneidwerkzeugs 110 aufzunehmen, wenn es betätigt wird. Die Öffnung 114 kann als Teil eines Einsatzes gebildet sein, der nach längerem Gebrauch des Schneidwerkzeugs 110 ersetzt werden kann. In diesem Beispiel ist der Auswerfer 120 beweglich mit dem ersten Abschnitt 102 des Werkzeugs 100 gekoppelt. Eine Schulter 126 des Auswerfers 120 wird durch eine Matrizenfeder 128 in Richtung des zweiten Werkzeugabschnitts 104 und gegen eine Rückseite des Aufnahmeöffnungseinsatzes vorgespannt. Ein Auswurfende des Auswerfers 120 ist dem zweiten Werkzeugabschnitt 104 zugewandt und befindet sich innerhalb der Aufnahmeöffnung 114.
Nach Halten der Scharnierschicht 16 in dem offenen Zustand zwischen den Werkzeugabschnitten 102, 104 werden die Werkzeugabschnitte aufeinander zu bewegt, in diesem Fall durch den zweiten Werkzeugabschnitt 104, der sich auf den ersten 102 zu bewegt, um das Werkzeug 100 in den geschlossenen Zustand von 9 zu versetzen, in dem der Formhohlraum 106 vollständig definiert ist. In diesem Stadium liegt das Schneidwerkzeug 110 an der Scharnierschicht 16 an, hat sie aber noch nicht durchtrennt, und der vorgesehene Abfallabschnitt 116 der Scharnierschicht ist zwischen dem Schneidwerkzeug 110 und dem Auswerfer 120 eingeklemmt. Andere Abschnitte der Scharnierschicht 16 befinden sich in dem ungefüllten Hohlraum 106.
Anschließend wird Formungsmaterial 122 in den Formhohlraum 106 eingeleitet, sodass die Scharnierschicht 16 zumindest teilweise in das Formungsmaterial eingebettet ist, wie es in 10 gezeigt ist. Hier bildet der Auswerfer 120 einen Abschnitt der Oberfläche des Formhohlraums 106. Insbesondere wird um das Ende des Auswerfers 120 ein Schlitz 30 gebildet, wie er zwischen den Airbagklappen in 2 zu sehen ist. Das Einleiten des Formungsmaterials 122 kann gleich erfolgen, wie es oben beschrieben ist.
Sobald das Formungsmaterial 122 ausreichend verfestigt ist, wird das Schneidwerkzeug 110 mittels des Aktuators 124 in Richtung des gegenüberliegenden Werkzeugabschnitts 102 bewegt, um durch die Scharnierschicht 16 zu schneiden. Während dieses Schneidhubs wird das Ende des Auswerfers 120 in Richtung das Schneidwerkzeug 110 vorgespannt, wobei der Abfallabschnitt 116 der Scharnierschicht dazwischen eingeklemmt wird. Wenn das Schneidwerkzeug 110 und der Auswerfer 120 wieder voneinander wegbewegt werden, entweder durch den Aktuator 124 oder durch Öffnen des Formwerkzeugs 100, bringt die Federvorspannung den Auswerfer zurück in seine Ausgangsposition von 8-10. Nach Schneiden der Scharnierschicht 16 kann das Werkzeug 100 wieder in den offenen Zustand gebracht und die geformte Abdeckung 10 kann zusammen mit dem Abfallabschnitt 116 der Scharnierschicht 16 aus dem Werkzeug entfernt werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Bezeichnungen „erste“ und „zweite“ in der obigen Beschreibung und in den beigefügten Ansprüchen willkürlich sind und keine andere Bedeutung haben als die, ein Merkmal von einem anderen ähnlichen Merkmal zum Zweck der Beschreibung zu unterscheiden. Zum Beispiel könnten die Bezeichnungen „erste“ und „zweite“, die in der Beschreibung von 8-11 zur Unterscheidung der verschiedenen Werkzeugabschnitte verwendet werden, ohne Auswirkungen auf die Beschreibung ausgetauscht werden. Daher sind diese Begriffe, wenn sie in den Ansprüchen verwendet werden, nicht auf die besonderen Merkmale beschränkt, die mit denselben „ersten“ und „zweiten“ Bezeichnungen in der Beschreibung assoziiert sind.
Es ist zu verstehen, dass das Vorstehende eine Beschreibung einer oder mehrerer Ausführungsformen der Erfindung ist. Die Erfindung ist nicht auf die hierin offenbarte(n) besondere(n) Ausführungsform(en) beschränkt, sondern ist ausschließlich durch die nachfolgenden Ansprüche definiert. Außerdem beziehen sich die in der vorstehenden Beschreibung enthaltenen Angaben auf besondere Ausführungsformen und sind nicht als Beschränkungen des Geltungsbereichs der Erfindung oder der Definition der in den Ansprüchen verwendeten Begriffe zu verstehen, es sei denn, ein Begriff oder eine Formulierung ist oben ausdrücklich definiert. Verschiedene andere Ausführungsformen und verschiedene Änderungen und Modifikationen der offenbarten Ausführungsform(en) sind den Fachleuten auf dem Gebiet offensichtlich. Alle derartigen weiteren Ausführungsformen, Änderungen und Modifikationen sollen in den Geltungsbereich der angehängten Ansprüche fallen.
Wie es in dieser Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, sind die Begriffe „z. B.“, „zum Beispiel“, „beispielsweise“, „wie z. B.“ und „wie“ sowie die Verben „umfassen“, „aufweisen“, „beinhalten“ und ihre anderen Verbformen, wenn sie in Verbindung mit einer Auflistung von einer oder mehreren Komponenten oder anderen Gegenständen verwendet werden, jeweils als offen zu verstehen, was bedeutet, dass die Auflistung nicht als Ausschluss anderer, zusätzlicher Komponenten oder Gegenstände zu verstehen ist. Andere Begriffe sind in ihrer weitesten sinnvollen Bedeutung auszulegen, es sei denn, sie werden in einem Zusammenhang verwendet, der eine andere Auslegung erfordert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP H052553964 A [0003]

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeuginnenabdeckung (10), die eine eingeformten Airbagklappe (14) aufweist, wobei das Verfahren umfasst den Schneideschritt einer Scharnierschicht (16) der Abdeckung (10), während die Scharnierschicht (16) zwischen einem ersten und einem zweiten Abschnitt eines Formwerkzeugs (100) gehalten wird, in dem die Abdeckung (10) geformt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schneideschritt ausgeführt wird, während das Formwerkzeug (100) von einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand übergeht, bevor die Abdeckung (10) geformt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schneideschritt ausgeführt wird, während das Formwerkzeug (100) in einem geschlossenen Zustand ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Schneideschritt nach Formen der Abdeckung (10) ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Formwerkzeug (100) ein Schneidwerkzeug (110) umfasst, das sich von einem der Abschnitte des Formwerkzeugs (100) erstreckt und in Bezug darauf stationär ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Formwerkzeug ein Schneidwerkzeug (110) umfasst, das beweglich mit einem der Abschnitte des Formwerkzeugs (100) gekoppelt ist, wobei das Schneidwerkzeug (110) konfiguriert ist, um sich in Bezug auf den Abschnitt, mit dem es gekoppelt ist, mittels eines Aktuators (124) zu bewegen.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Formwerkzeug (100) einen Auswerfer (120) umfasst, der mit dem anderen der Abschnitte des Formwerkzeugs (100) gekoppelt ist, wobei der Auswerfer (124) während des Schneideschritts in Richtung des Schneidwerkzeugs (124) vorgespannt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Halten der Scharnierschicht (16) zwischen dem ersten (102) und dem zweiten Abschnitt (104) des Formwerkzeugs (100), wobei das Formwerkzeug (100) in einem offenen Zustand ist; Bewegen des ersten Abschnitts (102) in Bezug auf den zweiten Abschnitt (104), um das Formwerkzeug (100) in einen geschlossenen Zustand zu versetzen, um dadurch einen Formhohlraum (106) zwischen den Abschnitten zu bilden, wobei mindestens ein Abschnitt der Scharnierschicht (16) in dem Formhohlraum (106) ist; und Einleiten von Formungsmaterial in den Formhohlraum (106), sodass die Scharnierschicht (16) zumindest teilweise in das Formungsmaterial (122) eingebettet ist, wobei der Schneideschritt während des Bewegungsschritts ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Halten der Scharnierschicht (16) zwischen dem ersten (102) und dem zweiten Abschnitt (104) des Formwerkzeugs, wobei das Formwerkzeug (100) in einem offenen Zustand ist; Bewegen des ersten Abschnitts (102) in Bezug auf den zweiten Abschnitt (104), um das Formwerkzeug (100) in einen geschlossenen Zustand zu versetzen, um dadurch einen Formhohlraum (106) zwischen den Abschnitten zu bilden, wobei mindestens ein Abschnitt der Scharnierschicht (16) in dem Formhohlraum (106) ist; und Einleiten von Formungsmaterial (122) in den Formhohlraum (106), sodass die Scharnierschicht (106) zumindest teilweise in das Formungsmaterial (122) eingebettet ist, wobei der Schneideschritt nach dem Einleitschritt ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Aufbewahren eines Abfallabschnitts der während des Schneideschritts gebildeten Scharnierschicht (16) in einem sekundären Hohlraum (118) des Formwerkzeugs (100); und Auswerfen des Abfallabschnitts (116) aus dem Formwerkzeug (100), nachdem die Abdeckung (10) geformt wurde.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Airbagklappe (14) einen Umfang aufweist, der einen Scharnierabschnitt (24) und einen Randabschnitt (28) beinhaltet, und wobei die Scharnierschicht (16) während des Schneideschritts entlang des Randabschnitts (28) geschnitten wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Scharnierschicht (16) während des Schneideschritts entlang einer Seite des Umfangs der Airbagklappe (24) gegenüber dem Scharnierabschnitt (24) des Umfangs geschnitten wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Randabschnitt (28) eine U-Form aufweist und die Scharnierschicht (16) während des Schneideschrittes entlang gegenüberliegender Seiten der U-Form geschnitten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Airbagklappe eine erste Airbagklappe ist, die einen ersten Umfang aufweist, und die Abdeckung (10) eine zweite eingeformte Airbagklappe beinhaltet, die einen zweiten Umfang aufweist, wobei die Scharnierschicht (16) während des Schneideschritts zwischen dem ersten und dem zweiten Umfang geschnitten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Scharnierschicht (16) ein Verstärkungsnetz ist.