DE19833337A1

DE19833337A1 - Hinterspritzte Kunststofformteile für Säulenverkleidungen von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE19833337A1
Application number: DE1998133337
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: DE19833337B4

Abstract

Der Gegenstand der Erfindung ist ein hinterspritztes Kunststofformteil für Säulenverkleidungen von Kraftfahrzeugen bestehend auseiner mit thermoplastischem Kunststoff hinterspritzten Schicht, auf der rückseitig ganz oder teilweise ein offenporiger Werkstoff angeordnet ist, wobei dieser offenporige Werkstoff von dem thermoplastischen Kunststoff durchspritzt ist.

Description

Gegenstand der Erfindung sind hinterspritzte Kunststofform teile für Säulenverkleidungen für Säulen von Kraftfahrzeugen.

Kunststofformteile werden insbesondere bei Innenverkleidungen von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Man verwendet derartige Form teile beispielsweise für Türinnenverkleidungen, Armaturen blenden und zur Verkleidung der A-, B-, C- und D- Säulen von Kraftfahrzeugen.

An die Kunststofformteile für diese Innenverkleidungen werden zunehmend höhere Anforderungen gestellt. So ist es beispiels weise üblich geworden zum Schutz von Insassen von Kraftfahr zeugen Aufprallsysteme insbesondere Airbags in Kraftfahrzeuge einzubauen. Diese Airbags werden im allgemeinen im Frontbe reich des Kraftfahrzeuges insbesondere im Lenkrad oder im vorderen Armaturenbrett integriert. Mittlerweile werden je doch auch zusätzliche Seitenaufprallsysteme, sogenannte Sei tenairbags, in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Diese sind bei spielsweise in den Türverkleidungen, Seitenverkleidungen der Sitze oder auch in den Säulenverkleidungen von Kraftfahrzeu gen integriert.

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.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung von In nenverkleidungen unter denen auch integrierte Aufprallsysteme angebracht werden können.

Im Stand der Technik werden hinterspritzte Kunststofformteile als Innenverkleidungen 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-Doppel schicht durch den Druck des thermoplastischen Materials tief gezogen und in der entsprechenden Spritzgußform geformt.

Der Vorteil dieser Kunststofformteile ist, daß ein Splittern dieser Verkleidungen bei dem explosionsartigen Öffnen des Airbags stark verringert wird. Dies wird dadurch erreicht, daß die Vliesschicht vom Kunststoff teilweise durchdrungen ist, und sonst beim Bruch des Kunststofformteils entstehende Kunststoffsplitter von der Vliesschicht festgehalten werden, bzw. erst gar nicht entstehen.

Nachteile bei Kunststofformteilen, die in der DE 197 29 780.3 beschrieben sind, 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 Mate rialien weisen jedoch auch unterschiedliche Eigenschaften auf. Diese kommen besonders beim Erkalten der Kunststofform teile nach dem Hinterspritzvorgang zum Tragen. Hierbei kommt es zu einem Verzug dieser Teile. Dieser Verzug des Kunststof formteiles entsteht dadurch, daß die beiden unterschiedlichen Materialien einer unterschiedlichen Schrumpfung beim Erkalten D des Kunststofformteiles unterworfen sind. Weiterhin ist die Festigkeit der Formteile besonders bei tiefen Temperaturen nicht ausreichend.

Die technische Aufgabe der Erfindung liegt daher darin, ein Kunststofformteil für Fahrzeuginnenverkleidungen bereitzu stellen, das beim Erkalten nach dem Hinterspritzen keinen Verzug aufweist, sowie größere Flexibilität bei gleichzeiti ger größerer Stabilität insbesondere bei tiefen Temperaturen besitzt.

Diese technische Aufgabe wird gelöst durch ein hinterspritz tes Kunststofformteil für Säulenverkleidungen von Kraftfahr zeugen bestehend aus einer mit thermoplastischem Kunststoff 4 hinterspritzten Schicht 1, 2, auf der rückseitig ganz oder teilweise ein offenporiger Werkstoff 3 angeordnet ist, wobei dieser offenporige Werkstoff 3 von dem thermoplastischen Kunststoff 4 durchspritzt ist.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann der of fenporige Werkstoff elastisch oder unelastisch sein, wobei der offenporige Werkstoff vorzugsweise ein Schwamm ist.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann die zu hinterspritzende Schicht 1, 2, die rückseitig mit einem of fenporigen Werkstoff 3 belegt ist, eine Folie, ein Vlies, ein Netz, ein Kaschierungsmaterial oder eine Kombination dersel ben sein.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht der offenporige Werkstoff 3 aus einem thermoplastischen Kunst stoffmaterial, Glasfasern, Draht, Kunststoff, Naturfaser oder Gemische derselben. Dabei wird das Material für den offenpo rigen Werkstoff 3 so ausgewählt, daß mindestens ein Bestand teil einen höheren Schmelzpunkt aufweist, als das Kunststoff material 4 mit dem der offenporige Werkstoff durchspritzt wird.

Das erfindungsgemäße Kunststofformteil wird in einem Spritz gießverfahren hergestellt, indem ein rückseitig ganz oder teilweise mit einem offenporigen Werkstoff 3 belegtes Materi al 1, 2 in einem Spritzgießwerkzeug von der Seite des offen porigen Werkstoffes her mit einem thermoplastischen Material 4 hinterspritzt wird. Dabei ist die Porengröße des offenpori gen Werkstoffes 3 so beschaffen, daß das flüssige thermopla stische Kunststoffmaterial 4 eindringen kann. Das so herge stellte Kunststofformteil ist nun von dem offenporigen Werk stoff durchdrungen. Dabei kann in dem Herstellungsverfahren der offenporige Werkstoff 3 so stark komprimiert werden, daß er im fertigen Kunststofformteil nur ein Bruchteil seiner ur sprünglichen Dicke besitzt. Der Vorteil der gegenseitigen Durchdringung von offenporigem Werkstoff 3 und thermoplasti schem Kunststoff 4 ist, daß dies einem Verzug beim Erkalten des Kunststofformteiles entgegenwirkt, da nun innerhalb des gesamten Kunststofformteiles die gleichen Kräfte wirken.

Weiterhin ist es möglich nur einen Teil des offenporigen Werkstoffes zu durchspritzen, so daß sich nach dem Spritzgie ßen der nicht durchspritzte Teil des offenporigen Werkstoffes auf seine ursprüngliche Größe ausdehnen kann.

Weiterhin ist von Vorteil, daß die Stellen des Kunststofform teiles, die mit einem offenporigen Werkstoff durchdrungen sind, eine besonders hohe Flexibilität aufweisen. Dadurch lassen sich die Kunststofformteile beim Einbau stärker bie gen, und daher auch an problematischen Stellen wesentlich besser einbauen.

Zudem ist es vorteilhaft durch Integration eines offenporigen Werkstoffes 3 in ein Kunststofformteil gezielt eine Soll bruchstelle 5 einführen zu können. Dazu wird vor dem Hinter spritzen rückseitig nur der Bereich des Materials 1, 2 mit einem offenporigen Werkstoff 3 belegt, der die Sollbruchstel le 5 des herzustellenden Kunststofformteiles bilden soll. Der Bereich des Kunststofformteiles, der von dem offenporigen Werkstoff 3 durchdrungen ist, stellt den flexiblen Sollbruch bereich 5 dar. Eine solche Sollbruchstelle 5 könnte bei spielsweise dem erleichterten Aufreißen des Kunststofformtei les bei der Auslösung eines Airbags dienen.

Die Flexibilität des Kunststofformteiles bzw. der Sollbruch stelle läßt sich durch die Art des verwendeten offenporigen Werkstoffes einstellen. So läßt sich durch die geeignete Aus wahl des offenporigen Werkstoffes dieser auch als Verstärkung verwenden. Damit erhöht sich dann die Stabilität des Kunst stofformteiles.

Diese Eigenschaft des Kunststofformteiles, die durch Einar beiten des offenporigen Werkstoffes hervorgerufen wird, liegt zugrunde, daß auch nach dem Hinterspritzen, wenn auch stark komprimiert, noch die Struktur des offenporigen Werkstoffes besteht. Die Aufrechterhaltung dieser Integrität des offenpo rigen Werkstoffes wird dadurch erreicht, daß zumindest ein Bestandteil des offenporigen Werkstoffes eine höhere Schmelz temperatur aufweist als der thermoplastische Kunststoff, der beim Spritzgießen verwendet wird. Würde die Schmelztemperatur des offenporigen Werkstoffes kleiner oder gleich der Schmelz temperatur des zum Hinterspritzen verwendeten thermoplasti schen Materials sein, so würde der durchspritzte offenporige Werkstoff schmelzen und damit im flüssigen thermoplastischen Material aufgehen. Das Produkt wäre dann kein Verbundstoff und hätte nicht die oben beschriebenen Eigenschaften.

Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Figuren bei spiel haft näher erläutert.

Fig. 1 zeigt das Schichtmaterial vor dem Hinterspritzen

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt des Kunststofformteiles

Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt des Kunststofformteiles mit Sollbruchstelle.

Fig. 1 zeigt das Schichtmaterial vor dem Hinterspritzen. Es besteht aus einem Vlies 2, auf dem wiederum ein Kaschierungs material 1 befestigt ist. Das Vlies 2 ist rückseitig mit ei nem offenporigen Werkstoff 3, in diesem Beispiel mit einem Schwamm, belegt.

Fig. 2 zeigt ein Kunststofformteil, das aus einem mit thermoplastischen Kunststoffmaterial 4 hinterspritzten Vlies 2 besteht, auf dem wiederum das Kaschierungsmaterial 1 befe stigt ist. Das Vlies 2 wurde vor dem Hinterspritzen rücksei tig mit einem Schwamm 3 belegt. Der Schwamm 3 ist ganz von thermoplastischem Kunststoffmaterial 4 durchdrungen und durch das Spritzgießverfahren stark komprimiert.

Fig. 3 zeigt ein Kunststofformteil, das aus einem mit thermoplastischen Kunststoffmaterial 4 hinterspritzten Vlies 2 besteht. Die Stelle des Vlieses 2 die rückseitig mit einem Schwamm 3 belegt wurde, stellt den Bereich der höheren Flexi bilität, die Sollbruchstelle 5, dar. An dieser Stelle ist der Schwamm 3 von thermoplastischem Kunststoffmaterial 4 durch drungen. Das Kaschierungsmaterial 1, das fest auf dem Vlies 2 befestigt ist, schließt das Kunststofformteil nach außen hin ab.

Bezugszeichenliste

1

Kaschierungsmaterial

2

Vlies

3

offenporiger Werkstoff

4

Kunststoffmaterial

5

Bereich der höheren Flexibilität = Sollbruchstelle

Claims

1. Hinterspritztes Kunststofformteil für Säulenverkleidun gen von Kraftfahrzeugen bestehend aus einer mit thermo plastischem Kunststoff (4) hinterspritzten Schicht (1, 2), auf der rückseitig ganz oder teilweise ein offenpo riger Werkstoff (3) angeordnet ist, wobei dieser offen porige Werkstoff (3) von dem thermoplastischen Kunst stoff (4) durchspritzt ist.

2. Hinterspritztes Kunststofformteil nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß der offenporige Werkstoff ela stisch oder unelastisch sein kann.

3. Hinterspritztes Kunststofformteil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der offenporige Werk stoff ein Schwamm ist.

4. Hinterspritztes Kunststofformteil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zu hintersprit zende Schicht ausgewählt ist aus der Gruppe Folie, Vlies, Netze, Kaschierungsmaterial oder Kombinationen derselben.

5. Hinterspritztes Kunststofformteil nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zu hintersprit zende Schicht ein Vlies (2) ist, worauf ein Kaschie rungsmaterial (1) aufgebracht ist.

6. Hinterspritztes Kunststofformteil nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der offenporige Werk stoff (3) aus einem Material besteht, der ausgewählt ist aus der Gruppe thermoplastisches Kunststoffmaterial, Glasfaser, Draht, Kunststoff, Naturfaser oder Gemische derselben.

7. Hinterspritztes Kunststofformteil nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Be standteil des offenporigen Werkstoffes (3) aus einem Ma terial besteht, das einen höheren Schmelzpunkt aufweist, als das Kunststoffmaterial (4) mit dem der offenporige Werkstoff (3) durchspritzt wird.

8. Hinterspritztes Kunststofformteil nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Leitermittel beim Hinterspritzen in das Kunststofformteil fest integriert werden, wobei vorzugsweise die Leitermittel stellenweise oder über die ganze Länge in der schwammartigen Struktur angeordnet sind.

9. Hinterspritztes Kunststofformteil nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitermittel aus gewählt sind aus der Gruppe elektrische Leitungen, Glas fasern, Lichtleiter oder Kombinationen derselben.

10. Verfahren zur Herstellung von hinterspritzten Kunststof formteilen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Material, das rückseitig ganz oder teilweise mit einem offenpori gen Werkstoff (3) belegt ist, von der Seite des offenpo rigen Werkstoffes her hinterspritzt wird, wobei das Ma terial ausgewählt ist, aus der Gruppe Folie, Vlies, Net ze, Kaschierungsmaterial oder Kombinationen derselben.

11. Verwendung von Kunststofformteilen nach den Ansprüchen 1 bis 9 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.