DE19800815C1 - Verfahren zur Einarbeitung einer unsichtbaren Reißnaht in mit Schaumstoff hinterlegte Kaschierungsfolien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbe­ griff des Anspruchs 1 erläuterten Art.

Im zunehmenden Maße werden im Innenraum von Kraft­ fahrzeugen "unsichtbare" Airbags sowohl als Beifah­ rerairbags als auch als Seitenairbags im Türbereich gewünscht, das heißt die sichtseitige Kaschierung des Öffnungsbereiches des Airbags, der meist eine oder zwei Klappen aufweist, soll diesen Bereich möglichst markierungsfrei überspannen. Dabei ist es aber unab­ dingbar für die Funktion des Airbags, daß im Falle seiner Auslösung die Kaschierungsfolie definiert reißt und das Öffnen der Abdeckklappen des Airbags nicht behindert. Hierzu ist eine Vielzahl von Lö­ sungswegen vorgeschlagen worden, die sich aber auf zwei Grundmuster zurückführen lassen:

• 1. die Anwendung von die Kaschierungsfolie aufrei­ ßenden messerähnlichen Hilfswerkzeugen, und
• 2. die Querschnittsschwächung der Kaschierungsfolie längs einer vorgesehenen Reißlinie.

Beispielsweise bei zu der Anwendung von "Hilfsmes­ sern" die US 5 316 335 genannt, zu der Querschnitts­ schwächung längs der Reißnaht das DE 295 11 172, in dem eine mechanische Querschnittsschwächung durch Schneiden beschrieben wird. Von großer Bedeutung für die Anwendung querschnittsgeschwächter Kaschierfolien als Airbagabdeckung ist das in der DE 196 36 429 A1 beschriebene "Verfahren zur Herstellung einer Schwä­ chelinie mittels Laser". In dieser Druckschrift wird die Herstellung einer Schwächelinie mittels steuerbar gepulster Laserstrahlung beschrieben, mit der die Schwächelinie als Folge von eingebrannten Sacklöchern erzeugt wird. Die entstehende Schwächelinie, d. h. die Reißnaht, ist auf der unbearbeiteten Oberfläche nicht sichtbar und weist eine reproduzierbare Bruchfestig­ keit auf. Als besonders vorteilhaft wird die Anwen­ dung dieses Verfahrens auf das Schwächen von flachen Verbundstoffen angegeben, beispielsweise auf die Her­ stellung von Reißnähten in schaumstoffhinterlegten Kaschierungsfolien im Airbagbereich. Es ist mit La­ serperforation sogar möglich, Schwächelinien in kom­ plette Formteile einzubringen, wobei diese Formteile aus einem Trägerteil, beispielsweise einem Holzform­ teil, und einer schaumstoffhinterlegten Kaschierungs­ folie bestehen. In einem derartigen Dreifach-Verbund erweist sich vor allem die Schaumstoffhinterlegung bei der Laserperforation als problematisch. Versuche ergaben nämlich, daß zwar die Folienschwächung defi­ niert erfolgt, daß aber das "Durchbrennen" der Schaumstoffhinterlegung mit Laserstrahlen einen grö­ ßeren Bereich der Hinterlegung schädigt, der sich auf der Sichtseite durch "Einfallen" der Kaschierungsfo­ lie markieren kann. Vor allem besteht diese Gefahr nach der Einwirkung von Temperaturwechseln, wie Kli­ matests gezeigt haben. Andererseits bietet die Laser­ schwächung erhebliche Vorteile, vor allem bei der Berücksichtigung von Dickentoleranzen der Kaschierfo­ lien als Folge von Oberflächenstrukturierungen und/oder Fertigungstoleranzen. Das heißt, da die Per­ foration der Trägerteile bei kompletten, fertig ka­ schierten Formteilen keine Probleme bereitet, daß die Problemzone die Schaumstoffhinterlegung ist, gleich­ gültig, ob man Reißnähte im kompletten Formteil oder in Bahnware aus schaumstoff-Folienverbund durch La­ serbehandlung herstellt.

Es stellt sich daher die Erfindungsaufgabe, das Ver­ fahren der Querschnittsschwächung von schaumstoffhin­ terlegten Kaschierungsfolien zur Erzeugung einer Reißnaht durch Laserstrahlen so zu verbessern, daß eine Markierung auf der Sichtseite der Kaschierungs­ folie mit Sicherheit vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Vorgehensweise gelöst; die Ansprüche 2 bis 5 geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung an.

Dadurch, daß die Schaumstoffhinterlegung der Kaschie­ rungsfolie im Bereich der Lasereinwirkung für die Dauer dieser Einwirkung komprimiert wird, sind für den Laserstrahl vergleichbare Werkstoffdichten sowohl für die Kaschierungsfolie als auch für die Schaumstoffhinterlegung vorgegeben. Dabei erfolgt der Lasereinbrand im komprimierten Schaumstoff mit ver­ gleichbarer "Schärfe" wie in der Folie; die diffusere Schwächezone im Schaumstoff, die zum "Einfallen" die­ ses Bereiches nach der Laserbehandlung und damit zur Markierung auf der Sichtseite führen kann, entfällt. Auch nach der Entspannung des Schaumstoffes nach der Laserbehandlung ist die Reißnaht im Schaumstoff defi­ niert vorgegeben und ihre Breite auf ein Minimum re­ duziert, wodurch die Gefahr der Markierung dieser Linie auf der Sichtseite der Kaschierung beseitigt ist.

Die Kompression der Schaumstoffhinterlegung kann in einfacher Weise durch ein ein- oder doppelseitig wir­ kendes Rollenpaar durchgeführt werden, wobei die Rol­ len gemeinsam mit dem Laser bzw. mit dem Sensor zur Tiefenbestimmung der Perforation die Linie der zu bildenden Reißnaht abfahren. Diese Lösung ermöglicht es, eine kompakte Lasereinheit zu verwirklichen. Es kann jedoch auch zweckmäßig sein, die Kompression der Schaumstoffhinterlegung durch stationäres schablonen­ förmiges Preßwerkzeug zu bewirken, vor allem dann, wenn gleiche Reißnahtmuster in großer Stückzahl pro­ duziert werden sollen.

Die Schaumstoffhinterlegung ist "schubweich", d. h. es ist in gewissem Umfang möglich, ihre Oberflächen ge­ geneinander zu verschieben, wenn Schubkräfte einge­ leitet werden. Wird bei der Kompression der Schaum­ stoff zusätzlich einer Schubkraft unterworfen, die eine Komponente quer zur Reißnahtrichtung hat, so resultiert daraus im Schaumstoff eine Materialver­ schiebung quer zur Reißnahtrichtung, die sich nach einer Aufhebung der Kompression zurückstellt. Wird daher im Stadium der Materialverschiebung bei der Kompression die Laserbehandlung durchgeführt, so liegt die perforierte Zone im Schaumstoff nicht senk­ recht unter der Reißnaht in der Kaschierungsfolie, sondern verläuft geneigt, wenn die Kompression nach dem Lasern aufgehoben wird. Die Gefahr einer Markie­ rung der Reißnaht auf der Sichtseite der Kaschie­ rungsfolie wird dadurch weiter vermindert, da sich unterhalb der Reißnaht immer noch stützende Bereiche in der Schaumstoffhinterlegung finden. Oberflächen des Kompressionswerkzeuges mit großem Reibbeiwert gegenüber der schaumstoffhinterlegten Kaschierungs­ folie begünstigen dabei die Einleitung von Schubkräf­ ten in den Schaumstoff; sie ermöglichen darüber hin­ aus, wenn die hohen Reibbeiwerte durch Polymerbele­ gung der Oberflächen erzeugt werden, eine möglichst große Oberflächenschonung der Kaschierungsfolie.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiels näher er­ läutert, wobei die Verhältnisse am Beispiel der Kom­ pression der Schaumstoffhinterlegung mit überlagerter Schubkraft gezeigt werden, und zwar für den Fall ei­ nes kompletten Formteils. Es zeigen:

Fig. 1 eine Laseranordnung vor der Kompres­ sion des Schaumstoffes,

Fig. 2 die Laseranordnung während des Perfo­ rierens im Kompressionszustand des Schaumstoffes, und

Fig. 3 den Verlauf eines Perforationskanals nach der Dekompression des Schaumstof­ fes und der Rückstellung der Schubver­ formung.

Alle Figuren enthalten schematisierte Schnittdarstel­ lungen.

In den Figuren bedeuten 1 einen Laserkopf und 2 einen Sensor zur Tiefenbestimmung der Perforation. Mit 3 ist ein Rollenpaar zum Aufbringen der Kompression und der Schubkraft, und mit 4 das Gegenlager für die Rol­ len 3 bezeichnet. Dieses Gegenlager 4 ist im vorlie­ genden Fall, in ein komplettes Formteil "gelasert", formschlüssig zum Formteil ausgebildet. Das Formteil besteht aus einem Trägerteil 7, einer Schaumstoffhin­ terlegung 6 und einer Kaschierungsfolie 5. Fig. 1 zeigt die Laseranordnung vor Beginn der Kompression. Gegenlager 4 und Laserkopf 1 sind zueinander orts­ fest, Rollenpaar 3 und Sensor 2 sind quer zur senk­ recht zur Zeichenebene verlaufenden Reißnahtrichtung in der dargestellten Weise gegenüber der Kombination Gegenlager ./. Laserkopf versetzt. Die aufgebrachte Kompressionskraft hat in Dickenrichtung des Formteils die Komponente F_z und in Oberflächenrichtung die den Schub verursachende Komponente F_y.

Fig. 2 zeigt die Wirkung der Kompression: Unter den Rollen 3 ist ein stark komprimierter Bereich 6' im Schaumstoff 6 entstanden. Gegenlager 4, Laserkopf 1, Kompressionsrollen 3 und Sensor 2 sind nunmehr in fluchtender Position, ermöglicht durch die Schub­ weichheit des Schaumstoffes 6 (die Schubbewegung ist in den Fig. 1 bis 3 der Deutlichkeit wegen übertrie­ ben groß dargestellt). In dieser Position erfolgt das Einbrennen der punktweisen oder kontinuierlichen Per­ foration durch Betätigung des Laserkopfes 1. Ist der Schaumstoff fertig perforiert und damit die Reißnaht fertiggestellt, so stellt sich nach Wegnahme der Kom­ pressionskraft nicht nur die ursprüngliche Dicke der Schaumstoffhinterlegung 6 wieder her, sondern auch deren Schubverformung wird durch die Schaumelastizi­ tät aufgehoben, wie Fig. 3 stark vergrößert zeigt. Der Perforationskanal 8 knickt dabei in der darge­ stellten Weise ab, d. h. unterhalb des Kanalbereiches in der Kaschierungsfolie 5 kommt dabei überwiegend nichtperforierter Schaumstoff zu liegen, der ein Ein­ fallen der Kaschierungsfolie 5 im Bereich der Reiß­ naht verhindert.

Claims (5)

1. Verfahren zum Herstellen einer Reißnaht in einer auf einer einer Sichtseite entgegengesetzten Rückseite mit Schaumstoff hinterlegten, den Füh­ rungskanal eines Airbags am in den Innenraum eines Kraftfahrzeugs weisenden Ende überdecken­ den Kaschierungsfolie, wobei die Reißnaht durch Querschnittsschwächung der Kaschierungsfolie mit Hilfe eines von der Rückseite her durch den Schaumstoff hindurchgeführten Laserstrahls der­ art gebildet wird, daß sie sich sichtseitig mög­ lichst wenig abzeichnet, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumstoff (6) im Bereich der Laserein­ wirkung für die Dauer dieser Einwirkung kompri­ miert wird.

2. Verfähren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kompression des Schaumstoffs (6) zumindest einseitig durch Rollen (3) bewirkt wird, die gemeinsam mit dem Laserstrahl entlang der zu bildenden Reißnaht geführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kompression des Schaumstoffs (6) durch ein schablonenförmiges Preßwerkzeug be­ wirkt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß bei der Kompression der Schaumstoff (6) einer Schubkraft unterworfen wird, die eine Komponente quer zur Reißnahtrich­ tung besitzt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Kompressionswerkzeug (3) mit großem Reibbeiwert gegenüber der Kaschierungsfolie ver­ wendet wird.