DE19833336A1

DE19833336A1 - Hinterspritzte Kunststofformteile für Säulenverkleidungen von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE19833336A1
Application number: DE1998133336
Authority: DE
Inventors: Juergen Mischke; Willi Mirth
Original assignee: IBS Brocke GmbH and Co KG
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 1998-07-24
Filing date: 1998-07-24
Publication date: 2000-02-17
Anticipated expiration: 2018-07-25
Also published as: DE19833336B4

Abstract

Der Gegenstand der Erfindung ist ein hinterspritztes Kunststofformteil für Säulenverkleidungen von Kraftfahrzeugen, wobei ein Kunststoffmaterial verbundstoffartig beidseitig mit Schichtmaterialien verbunden ist und wobei ein Kaschierungsmaterial als Dekor auf das äußere Schichtmaterial aufgebracht ist. DOLLAR A Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der Kunststofformteile und ihre Verwendung.

Description

Der Gegenstand der Erfindung sind hinterspritzte Kunststof formteile für Säulenverkleidungen von Kraftfahrzeugen.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der Kunststofformteile und ihre Verwendung.

Kaschierte Formteile werden insbesondere bei Innenverkleidun gen von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Man verwendet derartige Formteile, beispielsweise für Türinnenverkleidungen, Armatu renblenden, zur Verkleidung der A-, B-, C- und D- Säulen von Kraftfahrzeugen.

Zum Schutz von Insassen von Kraftfahrzeugen ist es inzwischen üblich geworden, Aufprallsysteme insbesondere Airbags in Kraftfahrzeuge einzubauen. Diese Airbags werden im allgemei nen im Frontbereich des Kraftfahrzeuges insbesondere im Lenk rad oder im vorderen Armaturenbrett integriert. Mittlerweile werden jedoch auch zusätzliche Seitenaufprallsysteme, soge nannte Seitenairbags, in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Diese sind beispielsweise in den Türverkleidungen, Seitenverklei dungen der Sitze oder auch in den Säulenverkleidungen von Kraftfahrzeugen integriert.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung einer solchen Säulenverkleidung für ein integriertes Seitenauf prallsystem.

Beim explosionsartigen Aufblasen der Rückhaltesysteme werden erhebliche Kräfte frei. Es ist daher notwendig, bestimmte Tei le des Fahrzeuginnenbereiches so zu gestalten, daß es mög lichst nicht zu einem Splittern dieser Fahrzeugteile beim Auslösen des Airbags kommt. Derartige umherfliegende Splitter oder Teile würden nämlich die Verletzungsgefahr für die In sassen wieder erhöhen und könnten zusätzlich auch die Wirk samkeit der aufblasbaren Rückhaltesysteme gefährden. So könn te es beispielsweise durch die Splitter zum Zerschneiden der entsprechenden Airbags kommen, so daß diese sich nicht mit ihrer vollen Funktionsfähigkeit entfalten können.

Im Stand der Technik werden hinterspritzte Kunststofformteile als Säulenverkleidungen verwendet. Diese Kunststofformteile werden im Spritzgießverfahren hergestellt, indem ein Dekorma terial in einem Verfahrensschritt mit einem thermoplastischen Kunststoff hinterspritzt wird.

In der nicht vorveröffentlichten DE 197 29 780.3 der Anmelde rin werden Kunststofformteile als Säulenverkleidung für Säu len von Kraftfahrzeugen für integrierte Airbags vorgeschla gen. Hierbei handelt es sich um Kunststofformteile mit deko rativer Oberfläche, wobei das Kaschierungsmaterial rückseitig mit einem porösen Vlies belegt ist. Dieses poröse Vlies be steht aus ungewebten Fasern von geeigneten Thermoplasten oder Glasfasern. Dieses Vlies ist fest mit dem eingesetzten Kaschierungsmaterial verbunden. Beim Hinterspritzen nimmt das poröse Vlies teilweise das Kunststoffmaterial auf, wodurch eine bessere Verbindung des Vliesmaterials sowie auch indi rekt des Kaschierungsmaterials mit dem hinterspritzten Kunst stoff ermöglicht wird.

Diese Säulenverkleidung wird hergestellt, indem das rücksei tig mit einem Vlies belegte Kaschierungsmaterial in ein Spritzgußwerkzeug eingelegt wird und dieses Material mit ei nem thermoplastischen Kunststoff hinterspritzt wird. Beim Hinterspritzen wird die Kaschierungsmaterial-Vlies- Doppelschicht durch den Druck des thermoplastischen Materials tiefgezogen und in der entsprechenden Spritzgußform geformt.

Der Vorteil dieser Kunststofformteile, die als Säulenverklei dungen verwendet werden, ist, daß ein Splittern dieser Ver kleidungen bei dem explosionsartigen Öffnen des Airbags stark verringert wird. Dies wird dadurch erreicht, daß die Vlies schicht vom Kunststoff teilweise durchdrungen ist und sonst beim Bruch des Kunststofformteils entstehende Kunst stoffsplitter von der Vliesschicht festgehalten werden, bzw. erst gar nicht entstehen.

Nachteile bei diesen Kunststofformteilen ergeben sich daraus, daß das Vliesmaterial zur Entfaltung dieser Wirkung zumindest teilweise aus anderen Materialien bestehen muß als das thermoplastische Material, mit dem das Vlies hinterspritzt wird. Unterschiedliche Materialien weisen jedoch auch unter schiedliche Eigenschaften auf. Diese kommen besonders beim Erkalten der Kunststofformteile nach dem Hinterspritzvorgang zum Tragen. Hierbei kommt es zu einem Verzug dieser Teile.

Dieser Verzug des Kunststofformteiles entsteht dadurch, daß die beiden unterschiedlichen Materialien einer unterschiedli chen Schrumpfung beim Erkalten des Kunststofformteiles unter worfen sind. Da eine Seite des Kunststofformteiles praktisch nur aus dem Vliesmaterial und die andere Seite aus dem thermoplastischen Kunststoffmaterial besteht, kommt es zu ei ner Art Bi-Metall-Effekt wie bei Metallen. Dies hat einen Verzug der Säulenverkleidung zur Folge. Diese verzogenen Säu lenverkleidungen können wesentlich schlechter in das Fahrzeug eingebaut werden. Zudem kommt es zu Beschädigungen der Kunst stofformteile, wenn bei der Montage der Säulenverkleidungen so der Monteur gezwungenermaßen versucht, diese in ihre endgül tige Form zu zwingen.

Auch ist ein Vorbombieren des Werkzeuges nicht möglich, um dem Verzug der Kunststofformteile entgegen zu wirken.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß ein Splittern des Kunststofformteiles bei der explosionsartigen Auslösung des Airbags besonders bei tiefen Temperaturen nicht vollständig verhindert werden kann. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Rückseite des Kunststofformteiles nicht von einer Vlies schicht durchdrungen ist. Daher können Kunststoffsplitter un gehindert aus dem rückseitigen Bereich des Kunststofformtei les herausgelöst werden.

Die technische Aufgabe der Erfindung liegt daher darin, Kunststofformteile für Fahrzeuginnenverkleidungen bereitzu stellen, die diese Nachteile nicht mehr aufweisen. So ist es das Ziel der Erfindung, ein Kunststofformteil bereitzustellen, das einmal eine hochgradige Splitterfreiheit beim Brechen dieser Teile gewährleistet und dennoch ein Verzug aufgrund der unterschiedlichen Materialschrumpfung der verschiedenen Bestandteile des Kunststofformteiles beim Erkalten nach dem Hinterspritzen verhindert wird.

Diese technische Aufgabe wird gelöst durch ein hinterspritz tes Kunststofformteil für Säulenverkleidungen von Kraftfahr zeugen, wobei ein Kunststoffmaterial 6 verbundstoffartig beidseitig mit Schichtmaterialien 2, 4 verbunden ist und wo bei ein Kaschierungsmaterial 1 als Dekor auf das äußere Schichtmaterial 2 aufgebracht ist.

Durch den Einsatz von zwei Schichtmaterialien wird der Verzug überraschenderweise erheblich verringert.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht das Schichtmaterial aus synthetischen Materialien, Naturmateria lien oder Kombinationen derselben.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform besteht das Schichtmaterial aus einem thermoplastischen Material, insbe sondere z. B. aus einem Gemisch aus Polypropylen und Poly ester. Dabei wird ein Mischungsverhältnis von 70 Gew.-% Poly propylen und 30 Gew.-% Polyester verwendet.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform besteht zumin dest ein Bestandteil des Schichtmaterials aus einem Material, das einen höheren Schmelzpunkt aufweist, als das Kunststoff material mit dem die Schichtmaterialien hinterspritzt werden. Hierdurch soll verhindert werden, daß das Schichtmaterial beim Hinterspritzen schmilzt und damit seine Wirkung ver liert.

Die Schichtmaterialien des erfindungsgemäßen Kunststofform teils können ausgewählt sein aus der Gruppe Vlies, Gewebe, Gewirke, Netze, Folien oder Kombinationen derselben.

Die erfindungsgemäßen Kunststofformteile werden in einem Spritzgießverfahren hergestellt. Dabei werden zwei Schichtma terialien aufeinander in ein Spritzgußwerkzeug eingelegt. Auf das äußere Schichtmaterial 2 kann ein Kaschierungsmaterial 1 aufgebracht sein. Nach Verschließen des Spritzgußwerkzeuges wird zwischen die beiden aufeinanderliegenden Schichtmateria lien 2, 4 ein thermoplastisches Material eingespritzt. Dabei erfolgt das Hinterspritzen des Kaschierungsmaterials 1, 2 durch in dem inneren Schichtmaterial 4 angeordnete Öffnungen.

Das so hergestellte Kunststofformteil ist nun beidseitig von einem Schichtmaterial, beispielweise einem Vlies, durchdrun gen. Diese beidseitige Verbindung mit einem Vliesmaterial wirkt einem Verzug beim Erkalten des Kunststofformteiles ent gegen, da nun auf beiden Seiten des Kunststofformteiles die gleichen Kräfte wirken und ein dem Bi-Metall-Effekt analoges Verhalten so nicht mehr auftreten kann. Die bei der Schrump fung des äußeren Vliesmaterials wirkenden Kräfte werden durch jene des inneren Vliesmaterials kompensiert.

Weiterhin ist von Vorteil, daß auch ein Splittern der Rück seite des Kunststofformteiles durch die Vliesschicht auf der Rückseite verhindert wird.

Diese Eigenschaften des Kunststofformteiles, die durch Einar beiten von Schichtmaterialien, beispielsweise Vliese, hervor gerufen werden, werden darauf zurückgeführt, daß auch nach dem Hinterspritzen, in dem Teil der Vliesschicht, der von dem thermoplastischen Material durchdrungen ist, noch die Struk tur des Vlieses besteht. Die Aufrechterhaltung dieser Inte grität des Vlieses wird dadurch erreicht, daß zumindest ein Bestandteil des Vliesmaterials eine höhere Schmelztemperatur aufweist als der thermoplastische Kunststoff, der beim Spritzgießen verwendet wird. Würde die Schmelztemperatur des Vliesmaterials kleiner oder gleich der Schmelztemperatur des zum Hinterspritzen verwendeten, thermoplastischen Materials sein, so würde der Teil des Vlieses, der hinterspritzt wird, schmelzen und damit im flüssigen, thermoplastischen Material aufgehen. Das Produkt wäre dann kein Verbundstoff und hätte nicht die oben beschriebenen Eigenschaften, beispielsweise der Splitterfreiheit.

Weitere Vorteile dieser erfindungsgemäßen Kunststofformteile sind die Geräusch- und Temperaturisolation, die durch die zu sätzliche rückseitig angebrachte Vliesschicht vermittelt wer den.

Die erfindungsgemäßen Kunststofformteile können als Verklei dungen sowohl im Innenraum von Kraftfahrzeugen, insbesondere im Armaturen-, Tür- und Säulenbereich, als auch im Außenbe reich von Kraftfahrzeugen, insbesondere im Kotflügel-, Tür- und Spoilerbereich verwendet werden. Weiterhin können sie als Verkleidungen im Innenraum von Flugzeugen Anwendung finden.

Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Figuren beispiel haft näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Material schichten vor dem Hinterspritzen;

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt des Kunststofformteiles.

Fig. 1 zeigt das Kaschierungsmaterial 1, das fest mit dem äußeren Schichtmaterial 2 verbunden ist. In diesem Beispiel wird als Schichtmaterial ein Vlies verwendet. Unter diesem Vlies 2 ist ein weiteres Vlies 4 lose angelegt. Das lose Auf einanderliegen der beiden Vliese 2 und 4 wird durch den Spalt 3 überzeichnet dargestellt. Die unterste Lage dieser Schich ten, nämlich das Vlies 4, enthält Öffnungen 5, durch die im Spritzgießvorgang das thermoplastische Material in den Spalt 3 zwischen den Vliesen 2, 4 eingespritzt wird.

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt des fertigen Kunststofformtei les, wobei die Vliese 2, 4 teilweise vom Kunststoffmaterial 6 durchdrungen sind. Dieser Bereich der gegenseitigen Durch dringung von Vlies und Kunststoffmaterial ist nicht darge stellt. Dieser verbundstoffartigen Verbindung von Kunststoff material und Vliesen verdankt das Kunststofformteil seine Splitterfreiheit. Die Öffnungen 5 des Vlieses 4 sind mit thermoplastischem Material, aus dem die Kunststoffschicht 6 besteht, ausgefüllt. Das Kaschierungsmaterial 1, das fest auf das Vlies 2 aufgebracht ist, schließt das Kunststofformteil nach außen hin ab.

Bezugszeichenliste

1

Kaschierungsmaterial

2

Schichtmaterial (vorderseitig)

3

Spalte zwischen den beiden Schichtmaterialien (

2

und

4

)

4

Schichtmaterial (rückseitig); mit

5

Öffnungen

6

Kunststoffmaterial

Claims

1. Hinterspritztes Kunststofformteil für Säulenverkleidun gen von Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kunststoffmaterial (6) verbundstoffartig beidseitig mit Schichtmaterialien (2, 4) verbunden ist und daß ein Kaschierungsmaterial (1) als Dekor auf das äußere Schichtmaterial (2) aufgebracht ist.

2. Hinterspritztes Kunststofformteil nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß das Schichtmaterial (2, 4) aus synthetischen Materialien, Naturmaterialien oder Kombi nationen derselben besteht.

3. Hinterspritztes Kunststofformteil nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schichtmaterial (2, 4) aus thermoplastischem Kunststoff besteht.

4. Hinterspritztes Kunststoffmaterial nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schichtmaterial (2, 4) aus Polypropylen und Polyester besteht.

5. Hinterspritztes Kunststoffmaterial nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schichtmaterial (2, 4) aus 70 Gew.-% Polypropylen und 30 Gew.-% Poly ester besteht.

6. Hinterspritztes Kunststofformteil nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Be standteil des Schichtmaterials (2, 4) aus einem Material besteht, das einen höheren Schmelzpunkt aufweist, als das Kunststoffmaterial (6).

7. Hinterspritztes Kunststofformteil nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schichtmaterial (2, 4) ausgewählt ist aus der Gruppe Vlies, Gewebe, Ge wirke, Netze, Folien oder Kombinationen derselben.

8. Verfahren zur Herstellung von hinterspritzten Kunststof formteilen, wobei das Kaschierungsmaterial (1) und zwei Schichtmaterialien (2, 4) in einem Spritzgußwerkzeug eingelegt werden und danach das Hinterspritzen der vor deren Schichten (1, 2) und des inneren Schichtmaterials (4) durch in dem inneren Schichtmaterial (4) angeordnete Öffnungen erfolgt.

9. Verwendung von Kunststofformteilen nach den Ansprüchen 1 bis 7 als Verkleidungen im Innenraum von Kraftfahrzeu gen, insbesondere im Armaturen-, Tür- und Säulenbereich, im Außenbereich von Kraftfahrzeugen, insbesondere im Kotflügel-, Tür- und Spoilerbereich und als Verkleidun gen im Innenraum von Flugzeugen.