DE60318598T2

DE60318598T2 - Ultraschallklingenausführung zum kerben einer doppelwinkelnut und damit hergestellte produkte

Info

Publication number: DE60318598T2
Application number: DE60318598T
Authority: DE
Inventors: Richard L. South Berwick LELAND; Gary Chesapeake FUSSELL
Original assignee: Collins and Aikman Products Co
Current assignee: Collins and Aikman Products Co
Priority date: 2002-09-17
Filing date: 2003-09-17
Publication date: 2009-01-08
Anticipated expiration: 2023-09-18
Also published as: US20040232669A1; US7128334B2; DE60318598D1; WO2004026629A2; EP1549531B1; AU2003270719A8; ATE383283T1; WO2004026629A3; AU2003270719A1; EP1549531A2; US20070108658A1; EP1549531A4

Description

Querverweise auf korrespondierende Anmeldungen
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 17.09.2002 eingereichten provisorischen US-Anmeldung Nr. 60/411,458, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
Anwendungsbereich der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Einkerben von doppelt abgewinkelten Schwächungsnuten in Hautmaterialien und danach hergestellte Produkte. Die Erfindung ist besonders im Bereich von automobilen Anwendungen einsetzbar, insbesondere auf der Rückseite von Hautbereichen, die ein Airbagentfaltungssystem abdecken.
Hintergrund der Erfindung
Eine übliche Art von Verkleidungen oder Abdeckungen zum Abdecken und Verstecken des Airbags in einem Motorfahrzeug kann eine dünne elastische äußere Plastikschicht umfassen, mit einer blendfreien granulierten äußeren Oberfläche, einem formstabilen Befestigungsteil oder Substrat und einer Zwischenschicht aus weichem Plastikschaum zwischen der Haut und dem Substrat. In einigen Fällen wird der Schaum weggelassen.
Es ist übliche Praxis, Vinyl, typischerweise Polyvinylchlorid (PVC), zum Formen der dünnen äußeren Plastikschicht- oder haut des Panels zu verwenden. Das Hautmaterial kann ebenfalls Urethane (z. B. PU), Olefine (z. B. PP, PS, TPO, ETP-TPO), Ester (z. B. COPE), Styrole (z. B. AAS, ASA) und Gummi (z. B. TPO, ETP-TPO, ABS) in verschiedenen Zusammensetzungen umfassen.
Die vorliegende Erfindung betrifft solche Verkleidungen oder Abdeckungen, bei denen die Haut aus einem thermoplastischen Polymer oder thermostatoplastischem Harz geformt ist und mit einer unsichtbaren Reißnaht versehen ist, und wobei das Substrat eine oder mehrere Türen beinhaltet, die durch den Aufprall des Airbags gegen die Abdeckung gedrückt werden, um die Reißnaht zu lösen und dann nach außen zu schwingen, wodurch eine Öffnung in der Abdeckung geformt wird, für die Entfaltung des Airbags in eine Schutzposition in den Fahrgastraum. Diese Reißnähte werden in verschiedenen Anordnungen und Muster bereitgestellt, wobei diese üblicherweise eine C-, H-, U- oder X-Form aufweisen und wobei das Muster die Anzahl der benötigten Türen in dem Substrat bestimmt.
Airbagtüren, die integral mit Automobilverkleidungen oder Instrumentenpanelen ausgebildet sind, beinhalten in einigen Fällen Regionen von geschwächtem Material, reduzierter Dicke oder Einkerbungen, welche allesamt im Allgemeinen als Reißnähte bezeichnet werden, um ein Zerreißen und/oder Wegbrechen zu ermöglichen. Reißnähte sind geschwächte Bereich, welche bevorzugt zerreißen und/oder Wegbrechen, wenn sich ein Airbag aufbläst und die Türen zum Öffnen zwingt.
Es ist aus verschiedenen Gründen wünschenswert, dass die Reißnähte und dadurch die Anwesenheit von dem Airbag nicht sichtbar sind, was auf viele verschiedene Arten ermöglicht wurde. Solche eine Reißnaht wird üblicherweise als „unsichtbare Reißnaht" bezeichnet. Eine Art zum Bereitstellen solch einer unsichtbaren Reißnaht ist das Ausbilden einer Reißnaht durch eine Nut oder eine Reihe von Vertiefungen in der Rückseite von der Haut. Dies hinterlässt einen dünnen und dadurch geschwächten Bereich an der äußeren oder sichtbaren Seite der Haut, welche die Reißnaht bildet, ohne diese dem Blick eines Fahrgasts zu offenbaren. Beispiele für solche unsichtbaren Airbagabdeckungsreißnähte sind in den US-Patenten 5,072,967 ; 5,082,310 ; 5,316,822 ; 5,348,339 ; 5,632,914 ; 5,863,064 und 5,961,143 offenbart.
Es gibt eine Vielzahl von Offenbarungen, die sich mit der Schwächung eines Hautbereiches für den Einsatz in einem Automobilairbagentfaltungssystem beschäftigen.
Die US-Patente mit den Nummern 4,524,894 und 4,805,390 sind auf die Verwendung einer Vorrichtung zum Schneiden von Mustern und einer Nutschneidemaschine gerichtet, um eine konstante Reststärke des Materials nach dem Schneideprozess zu gewährleisten.
US-Patente Nr. 5,803,489 und 5,968,381 sind auf eine Airbagabdeckung mit einer Reißlinie mit einer vorbestimmten Wandstärke gerichtet, welche sich von der Innenseite zu der Außenseite mit einer Breite von 120–190 μm verjüngt.
US-Patent 6,308,391 offenbart ein Verfahren zur Herstellung V-förmiger Nuten in der Oberfläche von verschiedenen Materialien. Die V-förmigen Nuten haben eine vorbestimmte Tiefe relativ zu der Oberfläche. Die V-förmigen Nuten weisen einen einzigen Winkel auf.
Weitere Hintergrundoffenbarungen beinhalten die US-Anmeldungen Nr. 10/027,779; 09/778,394; 10/251,897; 10/241,366 sowie GB 2,276,354 ; JP 6218811 und EP 1 177 878 . Die DE 100 42 264 A1 offenbart ein Instrumentenpanel nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Wenn weichplastische oder elastomerische Hautmaterialien als Materialien für eine Abdeckhaut für ein Airbagenffaltungssystem verwendet werden, ist es für das Hautmaterial, das die unsichtbare Reißnaht in der Rückseite von der Abdeckhaube bildet, nicht ungewöhnlich zu heilen oder zu verkleben, wenn eine unzureichende Menge an Material beim Ausformen der Reißnaht nicht entfernt wird. Daher ist der Winkel von den Seitenwänden der Naht entscheidend. Zusätzlich können manche Hochleistungslaserschwächungssysteme eine Verschlechterung der Hautoberfläche, wo diese verdünnt und geschwächt wurde, verursachen, was in einer klebrigen Reißnaht resultiert. Ein weiteres Problem dieser Systeme ist der entstehende Rauch, der den Arbeitsplatz unangenehm macht.
Ein alternatives Verfahren zur Laserschwächung umfasst die Verwendung von einer Messerklinge, welche die Rückseite von der Abdeckhaut bis zu einer bekannten Tiefe einkerbt, um so eine Linie mechanischer Schwächung oder eine Reißnaht bereitzustellen. Die Messerklinge kann erhitzt oder durch eine andere Energiequelle wie Ultraschall erregt werden, um einen sauberen Schnitt oder Einkerbung zu gewährleisten. Die Einkerbung braucht keine durchgehende Nut zu sein, sie kann intermettierend sein und in der Tiefe in Abhängigkeit von dem gewünschtem Anfang und Fortgang des Reißens der Naht variieren.
Es ist daher wünschenswert, eine Messerklingenanordnung bereitzustellen, die ein Heilen der Reißnaht verhindert, insbesondere für weiche elastomerische Hautmaterialien.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Klingengestaltung zum Einkerben doppelt abgewinkelter V-Nuten, in der Rückseite von Plastikschichten, um einen vorgeschwächten Bereich bereitzustellen. Die doppelt abgewinkelte V-Nut kann sich an der Stelle der Airbagentfaltungsöffnung von einem Fahrzeug befinden.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Messerklinge mit einer doppelt abgewinkelten Gestaltung bereitzustellen, die ein Entfernen von genügend Material aus der Reißnaht ermöglicht, um ein Zusammenheilen der Seiten von der Nut zu verhindern.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung eine doppelt abgewinkelte Messerklinge bereitzustellen, welche eine unsichtbare Reißnaht durch Entfernen eines Teils des Hautmaterials in einem Winkel, der ein Heilen verhindert, bereitzustellen, wobei genügend Material an der Basis von der Nut oder Reißnaht übrigbleibt, sodass ein Sichtbarwerden an der Vorderseite von der Haut verhindert wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung eine Messerklingengestaltung bereitzustellen, welche sowohl für frisch geformte wie auch ältere Hüllen verwendet werden kann und ein Einkerben in einer ausreichend hohen Geschwindigkeit erlaubt.
Figurenbeschreibung
1 ist eine Seitenansicht der nach der Erfindung bevorzugt verwendeten Ultraschallmesserklinge.
2 ist eine Vorderansicht der Messerklinge gemäß 1.
3 ist eine vergrößerte Ansicht der Messerklingenspitze aus den 1 und 2.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
1 zeigt eine Seitenansicht der bevorzugten Ultraschallklinge, welche in Übereinstimmung mit der Erfindung verwendet werden kann. Jedoch sollte beachtet werden, dass in einem weitem Zusammenhang jede Klinge eingeschlossen ist, die durch ihren Einsatz eine beschriebene V-förmige Nut bereitstellt.
Mit Bezug auf 2 umfasst die Klinge wie dargestellt einen doppelt abgewinkelten V-förmigen Aufbau. Die Schnittfläche A des ersten Winkels ist mit 10 bezeichnet, wobei dessen Winkel kleiner ist als der Winkel der Schnittfläche B, welche mit 12 bezeichnet ist. Erfindungsgemäß beträgt der Winkel A vorzugsweise zwischen 5° und 30° und der Winkel B zwischen 75° und 150°. Des Weiteren ist die Angabe so zu verstehen, dass die Erfindung alle Winkel dazwischen in 1°-Schritten mitumfasst. Bevorzugte Bereiche sind für den Winkel A 10° bis 20° und für den Winkel B 90° bis 130°. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Winkel A ungefähr 15° und der Winkel B ungefähr 110°. Dazu wird auf 3 verwiesen, in welcher ein Winkel A von 15° und ein Winkel B von 110° dargestellt ist.
Es wurde festgestellt, dass die beschriebene doppelt abgewinkelte V-förmige Ausgestaltung die Sichtbarkeit der damit hergestellten Schwächungslinie minimiert und die Einsetzbarkeit erhöht, während ein Blockieren des Hautmaterials verhindert wird. Mit anderen Worten, das Hautmaterial ist durch die doppelt abgewinkelte Ausgestaltung nicht anfällig für eine Selbstheilung nach dem Schneidevorgang.
Vorzugsweise umfasst das Hautmaterial ein thermoplastisches Polymer, wie Poly(vinylchlorid) oder Polyurethan, ein thermoplastisches Elastomer, ein thermoplastisches Olefin und andere für den Fahrzeuginnenraum verwendete Hautmaterialien. Vorzugsweise hat die Klinge wie in 1 dargestellt eine flache Vorderkante (14), welche im Allgemeinen die Bewegungsrichtung des Messers angibt.
Vorzugsweise ist die Nut an ihrem oberen Ende 0,045'' (0,1143 cm) breit mit 0,020'' (0,0508 cm) bis 0,028'' (0,07112 cm) an Material an dessen Unterseite.

Claims

Instrumentenpanel für den Innenraum einer Kraftfahrzeug- Fahrgastzelle, welches mit einem aufblasbaren Gassack zur Entfaltung in den Fahrgastraum der Fahrgastzelle ausgestattet ist, wobei das Instrumentenpanel eine Abdeckung mit einer der Sicht des Fahrgasts ausgesetzten äußeren Oberfläche aufweist und unterhalb der äußeren Oberfläche eine Schwächungsnut zur Schwächung des Instrumentenpanels in Gestalt wenigstens eines Teils einer Öffnung im Bereich der Gassackvorrichtung vorgesehen ist, wobei die Schwächungsnut sich durch eine doppelt abgewinkelte, V-förmige Konfiguration auszeichnet, wobei ein Teil der Abdeckung unterhalb der äußeren Oberfläche in einem Winkel entfernt wurde, um eine Heilung zu verhindern, wobei die doppelt abgewinkelte, V-förmige Konfiguration der Nut erste und zweite Winkel A und B umfasst, wobei der Winkel A durch einen ersten oberen Schenkelbereich der V-förmigen Nut und eine hierzu senkrechte Linie definiert wird und der Winkel B durch die zwei tiefsten Schenkelabschnitte der Nut eingeschlossen wird und wobei der erste Winkel A größer als der zweite Winkel B ist.
Instrumentenpanel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel A zwischen 35° und der Winkel B zwischen 75 und 150° beträgt.
Instrumentenpanel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel A zwischen 10 und 20° und der Winkel B zwischen 90 und 130° beträgt.
Instrumentenpanel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel A 15° und der Winkel B 110° beträgt.
Verfahren zur Bereitstellung einer Schwächungsnut an der Unterseite einer Kunststoffhaut zur Verwendung als Abdeckschicht für einen Instrumentenpanel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, welche eine aufblasbare Gassackanordnung im Innern eines Fahrzeugs abdeckt, umfassend folgende Schritte: Formen einer Plastikhaut, Bereitstellen eines Ultraschallmessers mit einer Doppelwinkelklinge, Kontaktieren der Unterseite der Kunststoffhaut mit der Doppelwinkelmesserklinge, Einkerben der Unterseite der Kunststoffhaut mit der Messerklinge, wobei die Doppelwinkelklinge eine Schneidfläche (10) mit einem ersten Winkel aufweist, deren Winkel kleiner ist als der Winkel einer Schneidfläche (12) mit einem zweiten Schneidwinkel, wobei die Klinge eine flache Stirnseite aufweist, die grundsätzlich in Bewegungsrichtung des Messers weist.