DE69912524T2

DE69912524T2 - Verfahren zum Herstellen eines Kraftfahrzeugverkleidungsteils mit Schwächungslinien für eine Airbag-Entfaltungsöffnung

Info

Publication number: DE69912524T2
Application number: DE69912524T
Authority: DE
Inventors: Antonios Nicholas
Original assignee: TIP Engineering Group Inc
Current assignee: TIP Engineering Group Inc
Priority date: 1998-06-25
Filing date: 1999-06-25
Publication date: 2004-09-23
Anticipated expiration: 2019-06-26
Also published as: US20020050046A1; US6453535B1; JP4500839B2; DE69935171T2; JP2008030748A; JP2009255914A; JP4262360B2; EP0967066B1; JP4990331B2; ES2210905T3; DE69912524D1; EP0967066A3; EP0967066A2; JP2000033844A; DE69935171D1; ES2280654T3

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Verkleidungsteilen, wie beispielsweise von Armaturenbrettern und Lenkradabdeckungen, die eine Airbag-Installation abdecken, und insbesondere Verfahren zum Herstellen von Verkleidungsteilen, hinter denen Airbag-Behälter angeordnet sind und die vorgeschwächt werden, um zu ermöglichen, dass ein sich aufblasender Airbag eine Entfaltungsluke bildet, indem ein verborgener Türbereich des Verkleidungsteils aufgedrückt wird, sich löst und von dem angrenzenden Bereich der Verkleidungsteilstruktur wegschwenkt.
Bei derartigen Verkleidungsteilen werden bereits seit langem eine oder mehrere wegschwenkbare Entfaltungstüren eingesetzt, die durch Laschen oder andere Elemente verschlossen gehalten sind und durch das Aufblasen des Airbags bei dessen Entfaltung aufgedrückt werden.
In den letzten Jahren wurden Installationen mit sogenannten "unsichtbaren Nähten" entwickelt, welche die früher verwendeten separaten und sichtbar umrandeten Türen ersetzten und bei denen sich eine glatte Abdeckung über das Verkleidungsteil erstreckt, an dem der Airbag befestigt ist.
Wenn der Airbag durch Aufblasen aktiviert wird, entsteht in dem Verkleidungsteil eine Öffnung und der Airbag drückt sich selbst durch einen Abschnitt des Verkleidungsteils. Dies wird durch das Vorschwächen des Verkleidungsteils an der Stelle erzielt, an der sich der Airbag befindet, wobei ermöglicht wird, daß sich durch den Druck des sich aufblasenden Airbags eine "Tür" in dem Verkleidungsteil löst und entlang einer Seite wegschwenkt.
Verkleidungsteile werden oft in Schichten hergestellt, die eine steife Substratschicht und eine darüberliegende Oberflächen- und Schaumlage umfassen oder bei denen eine Oberflächenlage mit einer Substratplatte verbunden ist.
Das Substrat kann zuerst gegossen werden und im Anschluß werden Oberflächen- und Schaumlage angefügt.
Beim Vorschwächen werden bislang Vorschwäch-Rillen in das Verkleidungsteil und/oder die in das Stück gegossenen Deckschichten geformt oder die Rillen werden durch Einritzen mit einem Laser in das Verkleidungsteil oder seine Komponenten geformt.
Eine separate Türenplatte ist häufig in eine in die Substratplatte gegossene Öffnung eingepaßt, doch dies erfordert zusätzliche Herstellungsschritte.
Es wurde auch bereits durch eine Substratplatte hindurch geschnitten, um die Tür zu bilden. Doch hierzu ist eine starke Schneidevorrichtung erforderlich, um das relativ dicke Substrat zu durchtrennen, wodurch sich der Arbeitszyklus verlängert. Im Falle der Verwendung eines Lasers zum Ritzen ist es ferner erforderlich, das durch die Zerstäubung des Substratmaterials entstehende Nebenprodukt zu berücksichtigen.
Das Dokument US-A-5,484,561 bildet den naheliegendsten Stand der Technik und ist im Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein vereinfachtes Verfahren zum Herstellen eines Verkleidungteils in einem Kraftfahrzeug anzugeben, bei dem das Verkleidungsteil vorgeschwächt wird, um eine unsichtbare Naht für eine Airbag-Entfaltungsöffnung auszubilden.
Diese Aufgabe ist gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Diese und weitere Aufgaben werden anhand der folgenden Beschreibung und der Ansprüche verdeutlicht und sind gelöst durch ein Verfahren, bei dem eine Substratplatte mit einer oder mehreren Türplatten vorgeformt wird, die jeweils entlang einer Seite einstückig mit angrenzenden Abschnitten der Substratplatte verbunden sind, wobei ein Zwischenraum zwischen den unverbundenen Türseiten und den angrenzenden Subtratabschnitten vorgesehen ist. Die in Verbindung befindliche Seite der Türplatte hat die Funktion eines Scharniers, wenn die Platte von dem sich aufblasenden Airbag berührt wird.
Optional können Überbrückungslaschen vorgesehen sein, die sich über den Zwischenraum an einer oder mehreren Stellen erstrecken, um die Platte gegenüber der verbleibenden Substratplatte zu stabilisieren.
Zu einem späteren Zeitpunkt werden die eine oder mehreren Deckschichten zugleich gebildet, um die Substratplatte zu bedecken. Die Deckschichten können auch eingeschnitten oder eingeritzt werden, indem ein Laserstrahl oder ein anderes Ritz- oder Schneidemittel durch und entlang dem Zwischenraum geführt wird, wobei die Bahn des Zwischenraums in einem Türmuster verfolgt wird, um die Deckschicht in einem Muster vorzuschwächen, welches den freien, nicht als Scharnier dienenden Seiten der Türabschnitte entspricht.
Beschreibung der Zeichnungsfiguren
1 ist eine Perspektivansicht eines Verkleidungsteils mit einer doppeltürigen Entfaltungsluke, die als Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wurde, wobei das Verkleidungsteil mittels einer schematisch dargestellten Laserstrahlvorrichtung vorgeschwächt wurde.
2 ist eine Perspektivansicht einer eintürigen Substratplatte, die als Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wurde.
3 ist eine Perspektivansicht einer eintürigen Substratplatte, die als Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wurde, mit einer zusätzlichen Scharnierverstärkung.
4 ist eine Perspektivansicht eines Verkleidungsteils, das durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt wurde.
5 ist eine Ansicht des Abschnitts 5-5 der 4.
6 ist eine Ansicht des Abschnitts 6-6 der 4.
7 ist eine Ansicht eines Schnittes durch ein Verkleidungsteil mit alternativ geformten Laschen.
8 ist eine Schnittansicht, die eine alternative Form der Vorschwächung der Deckschichten zeigt.
Detaillierte Beschreibung
In der folgenden Beschreibung wird zu Verdeutlichungszwecken eine bestimmte Terminologie verwendet und ein bestimmtes Ausführungsbeispiel gemäß den Erfordernissen nach 35 USC 112 beschrieben. Es versteht sich jedoch, daß dieses Beispiel nicht dem Zwecke der Beschränkung dient oder als einschränkend anzusehen ist, da im Rahmen der beigefügten Ansprüche viele Formen und Varianten der Erfindung möglich sind.
In 1 der Zeichnungen ist die Innenseite eines Verkleidungsteils 10 zu sehen, das eine Substratplatte 12 umfaßt, die für die strukturelle Integrität des Verkleidungsteils 10 sorgt und daher ausreichend dick ist, um relativ starr zu sein.
Die Substratplatte 12 kann unter Verwendung herkömmlicher Materialien, wie beispielsweise geeigneter Polymere oder Holzfasern, und mit Hilfe eines herkömmlichen Verfahrens, wie beispielsweise Einspritzverfahren, Guß- oder Thermoformung, hergestellt sein.
In der in 1 dargestellten Ausführungsform ist eine Entfaltungsöffnung von einem Paar im allgemeinen rechtwinkliger Entfaltungstürplatten 14 gebildet, die entlang einer der Seiten 16 einstückig verbunden sind, von denen jede eine parallele Scharnierachse für die Schwingbewegung der Türplatten 14 definiert.
Der Umfang der anderen drei Seiten der Türplatten 14 wird von einem Zwischenraummuster 18 begrenzt, das zur gleichen Zeit wie die Substratplatte 12 selbst vorgeformt werden kann.
Die Substratplatte 12 hat eine oder mehrere Deckschichten 20, welche die Außenfläche der Substratplatte 12, d. h. die Seite des Verkleidungsteils 10, die in der Fahrgastzelle zu sehen ist, überdecken. Die Deckschicht 20 kann eine elastische dünne Kunststoffschicht, wie beispielsweise TPO, sein und durch eine Schaumlage 22 verstärkt sein. Die Deckschichten 20, 22 erstrecken sich glatt über die Türplatten 14 und den Zwischenraum 18, um die Türplatten 14 für einen Passagier oder Fahrer in einer Fahrgastzelle im Fahrzeug unsichtbar zu machen. Die Substratplatte ist im allgemeinen an einer starren Halterungsstruktur in dem Fahrzeug befestigt.
Die Innenseite der Deckschichten 20, 22 ist innerhalb des Zwischenraumumfangs 18 exponiert, um ein vorschwächendes Einschneiden 19 zu ermöglichen, nachdem das Verkleidungsteil fertiggestellt wurde, um ein Ausrichten der vorgeschwächten Deckschichten 20, 22 gegenüber den Türplatten 14 unnötig zu machen.
Ein derartiges Vorschwächen erfolgt vorzugsweise mit Hilfe eines Laserstrahls, wie detailliert in den US-Patenten 5,744,776 und 5,883,356 der Anmelderin der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es können auch andere Verfahren eingesetzt werden, wie beispielsweise ein Verfahren unter Verwendung eines mechanischen Messers (wie im ebenso von der Anmelderin der vorliegenden Erfindung eingereichten US-Patent 5,217,244 beschrieben).
Verfahren, die Ultraschall, Heißmesser und Wasserspritzvorrichtungen (engl.: water jet machining) einsetzen, können ebenso verwendet werden.
Ein Laserstrahlgenerator 26 ist in 1 zusammen mit einer Positioniervorrichtung 24 dargestellt, mit welcher der Laserstrahl entlang dem Zwischenraum 18 geführt wird, um ein kontinuierliches oder intermittierendes Einritzen der Deckschichten 20, 22 herbeizuführen, wodurch das in den oben genannten Patenten beschriebene Vorschwächen erzielt wird. Ferner kann ein Meßsensor (nicht dargestellt) verwendet werden, um ein bestimmtes Vorschwäch-Programm auszuführen, und die Lasergeneratorsteuerung 28 kann die Laserstärke, die Geschwindigkeit etc. verändern, um so die Tiefe oder das Ausmaß des Ritzens oder Schneidens zu verändern, um einen gewünschten Schwächungsgrad entlang des Zwischenraummusters 18 zu erzielen.
Wie auch in 1 zu sehen, können sich Überbrückungslaschen 30 an ausgewählten Stellen über den Zwischenraum 18 erstrecken, um das Verkleidungsstück 10 zu verstärken, indem die Türplatten 14A, 14B jeweils miteinander und mit dem angrenzenden Bereich der Substratplatte 14 verbunden werden.
2 zeigt die Erfindung in Anwendung auf einer Substratplatte 12A mit nur einer Entfaltungstürplatte 32. Ferner zu sehen ist ein Versteifungsrahmen 34, der an dem Umfang des Zwischenraums 18 befestigt ist, sowie die Türplatte 32, welche die Substratplatte 12A derart versteift, wie im US-Patent 5,393,088 beschrieben.
3 zeigt eine zusätzliche Scharnier-Verstärkung 36, wie beispielsweise ein Leinenmaterial (engl.: sheet of scrim) das angeordnet werden kann, um sicherzustellen, daß die Türplatte 30 nicht aufbricht. Es kann auch eine einstückig gegossene Verstärkung eingesetzt werden. Eine derartige Verstärkung kann auch die gesamte Türplatte abdecken.
In 4–8 sind weitere Details des durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellten Verkleidungsstücks 10 zu sehen.
Die Deckschichten können eine Polymerschicht, eine Leder- oder Stoffschicht (engl.: fabric skin) 20 und eine Kunststoffschaumlage 22 umfassen die das Substrat überlagern.
Die Laschen 30 können unterschiedlich ausgebildet sein und sich über den Zwischenraum 18 erstrecken. Die Laschen können einstückig mit dem Substrat gegossen sein oder, wie in 7 dargestellt, separat an dem Substrat befestigt sein. Das Scharnier 16 kann einen verringerten Querschnittsbereich haben, der von jeder der Oberflächen der Substratplatte 12A her vertieft sein kann.
Der Schwächungsschnitt oder die Schwächungsschnitte 19 sind mit dem Zwischenraum 18 ausgerichtet und können nur die Schaumlage 22 (6) durchdringen oder ein Schnitt 19A kann sich bis in die Außenschicht 20 (8) erstrecken.
7 zeigt eine Lasche 30A, die nicht einstückig mit der Türplatte 14 gebildet ist, sondern sich unter dieser befindet, um gegenüber einer von außen auf das Verkleidungsstück 10 einwirkenden, nach innen gerichtete Druckkraft eine Verstärkung zu bilden.
Die Substratplatte kann auf unterschiedliche Weise gebildet werden, wie z. B. durch Spritzgieß-, Gießverfahren oder Thermoformung. Bevorzugte Materialien, die für die Substratplatte eingesetzt werden, umfassen wärmehärtbaren Kunststoff und thermoplastische Polymere; es können jedoch auch andere Materialien, wie z. B. Holzfasern und Metall, eingesetzt werden. Auch ein Airbag-Behälter kann einstückig mit der Substratplatte ausgebildet sein. Die Türplatte oder -platten können einstückig mit der Substratplatte ausgebildet (d. h. Tür und Substrat wer den zugleich in einem Stück gegossen) oder separat hergestellt sein (d. h. die Substratplatte wird mit der Türöffnung gegossen und die Türplatte wird anschließend an die Substratplatte angefügt). Die Türplatte oder -platten und insbesondere das Scharnier können ferner über ein starres oder elastisches Material (fester Kunststoff, Leinengewebe, Metall etc.) verstärkt werden. Dieses Verstärken kann entweder während dem Bilden der Substratplatte erfolgen, d. h. durch gleichzeitiges Gießen des Leinengewebes mit dem integrierten Entfaltungstür-Scharnier, oder nach dem Ausbilden der Substrat-Türplatte. Der Zwischenraum zwischen den Seiten der Türplatte und der Substratplatte kann auch vollkommen frei von Material sein, das die beiden Platten oder Teile verbindet. Der optionale Versteifungsrahmen, der entweder einstückig mit der Substratplatte oder separat ausgebildet ist, kann sich auch außerhalb und um den Türöffnungsumfang herum erstrecken. Alternativ kann die Substratplatte über Befestigungselemente oder Bolzen an dem Airbag-Behälter befestigt sein, die um den Türumfang herum angeordnet sind.
Die Deckschichten können elastisch oder steif sein und umfassen Schaumstoffe, Leder, Vinyl/TPO/TPE/TPU-Lagen, Stoffe und laminiertes Holz. Beim Verwenden einer Schaumlage ist es für das Einspritzen von Kunststoffschaum zwischen die Außenschicht und die Substratschicht im allgemeinen nötig, den Türenumfangszwischenraum vorübergehend zu versiegeln, um zu ermöglichen, daß sich der Schaum richtig ausdehnt. Das Vorschwächen einer oder mehrerer der Deckschichten kann mit Hilfe verschiedener Ritz-Schneide-Techniken mit oder ohne Kontakt erfolgen. So kann beispielsweise ein mechanisches Messer oder ein Wasserstrahl- oder Ultraschallschneideverfahren eingesetzt werden. Vorzugsweise erfolgt das Schneiden oder Ritzen mittels eines Laserstrahls, der ein schnelles und präzises Vorschwächen jeglicher Form oder jeglichen Musters ermöglicht, d. h. es können durchgehende oder halbdurchgehende Rillen, Perforationen, Schlitze etc. gebildet werden. Das vorschwächende Ritzen oder Schneiden kann von jeder Seite der Substratplatte, vorzugsweise jedoch von der Innenseite her, erfolgen.
Wenn ein Laserstrahl verwendet wird, hat der Hersteller des Verkleidungsstücks die Möglichkeit, zuerst das Verkleidungsstück zusammenzusetzen und dann schnell und präzise die Deckschichten durch oder entlang der Trennlinie zwischen der Substratplatte und der Türplatte oder den Türplatten vorzuschwächen, ohne durch die Substratschicht schneiden zu müssen, die sehr dick sein kann.
Während dem Schritt des Vorschwächens kann ein Messen der Dicke der Deckschicht oder -schichten erfolgen, um den Laser besser derart ansteuern zu können, daß er die gewünschte Menge an Deckmaterial abnimmt. Das Messen kann von jeder Seite der Deckschicht oder der Deckschichten her erfolgen, wobei jede Art von Sensor, wie z. B. Ultraschall-, Infrarot- oder kapazitive Sensoren, verwendet werden kann.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Verkleidungsteils (10) mit einem Abschnitt, der in einem Muster vorgeschwächt ist, das das ausbilden einer oder mehrerer Entfaltungstüren (14, 14A, 14B; 32) für eine Airbag-Vorrichtung, die von dem vorgeschwächten Abschnitt des Verkleidungsteils bedeckt ist, ermöglicht, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt: Ausbilden einer steifen Substratplatte (12, 12A) mit einer oder mehreren integrierten Türplatten (14, 14A, 14B; 32) mit einem vorbestimmten Zwischenraum (18) zwischen aneinandergrenzenden Abschnitten der einen oder mehreren Türplatten und der Substratplatte (12, 12A), wobei der Zwischenraum (18) zugleich mit der Substratplatte (12, 12A) ausgebildet wird und vollständig durch die Substratplatte (12, 12A) hindurch verläuft, und wobei der Schritt des Ausbildens den Schritt des Ausbildens, der einen oder der mehreren Türplatten (14, 14A, 14B) umfaßt, derart, daß diese entlang einer Seite mit der Substratplatte (12, 12A) verbunden sind, um ein Scharnier (16) zu bilden; woraufhin die Substratplatte (12, 12A) und die Türplatten mit einer oder mehreren Deckschichten (20, 22) abgedeckt werden, die sich über die Substratplatte und die eine oder mehreren Türplatten und den Zwischenraum (18) zwischen diesen erstreckt, gekennzeichnet durch den Schritt des Vorschwächens von zumindest einer der überlagernden einen oder mehreren Deckschichten (20, 22) durch Einschneiden der Innenseite der Deckschicht (20, 22) durch den vorgeformten Zwischenraum (18) in der Substratplatte (12, 12A).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Schneiden in dem Schritt des Vorschwächens kontinuierlich ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schritt des Vorschwächens den Schritt des Schneidens einer Nut in die Deckschichten (20, 22) umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt: des Vorschwächens den Schritt des intermittierenden Schneidens der Deckschichten (20, 22) umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Schritt: des Vorschwächens den Schritt des zumindest teilweisen Schneidens von Perforationen in die Deckschichten (20, 22) umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt: des Vorschwächens den Schritt des Schneidens der Deckschichten (20, 22) mit einem Laser umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt: des Vorschwächens den Schritt des Schneidens der Deckschichten (20, 22) mit einem Messer umfaßt.