DE102005049836B4

DE102005049836B4 - Fahrzeugverkleidungsanordnung mit Aufprallschutzstrukturen und Verfahren zum Herstellen derselben

Info

Publication number: DE102005049836B4
Application number: DE102005049836A
Authority: DE
Inventors: Todd L. Brighton Depue; Michael J. Milford Hier; Glenn A. Chesterfield Township Cowelchuk; David Troy Dooley; Randy S. Fair Haven Reed
Original assignee: INT AUTOMOTIVE COMPONENTS; International Automotive Components Group North America Inc
Current assignee: International Automotive Components Group North America Inc
Priority date: 2004-10-19
Filing date: 2005-10-18
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2025-10-19
Also published as: GB0521011D0; GB2419321A; US20060082179A1; DE102005049836A1; GB2419321B

Abstract

Verkleidungsanordnung (12) für einen Fahrzeuginnenraum, mit:
einem Substrat (24), das aus einem ersten Material ausgebildet ist und eine Vorderfläche (26), die dem Fahrzeuginnenraum zugewandt ist, und eine der Vorderfläche (26) gegenüberliegend angeordnete Rückfläche (28) umfasst,
einem Hüllenglied (32), das aus einem zweiten, geschäumten Material ausgebildet ist, auf wenigstens einen Teil der Vorderfläche (26) gegossen ist und ein weiches Gefühl für die Verkleidungsanordnung vorsieht, und
einer Aufprallschutzstruktur (34), die aus dem zweiten geschäumten Material ausgebildet ist, auf wenigstens einen Teil der Rückfläche (28) gegossen ist und eine Aufprallkraft von einem Fahrzeuginsassen im Falle einer Kollision absorbieren kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Fahrzeuginnenraum-Verkleidungsanordnungen und insbesondere Aufprallschutzstrukturen zum Reduzieren der Aufprallkraft von einem Fahrzeuginsassen.
Es ist bekannt, die Innenräume von Fahrzeugen mit verschiedenen aktiven und passiven Schutzsystemen für die Insassen zu versehen. Ein Beispiel für ein aktives Insassenschutzsystem ist der wohlbekannte aufblasbare Airbag, der bei einem Aufprall entfaltet wird. Ein Airbag schützt einen Insassen jedoch nicht vollständig, weil es andere Kontaktbereiche in dem Fahrzeug wie zum Beispiel den Dachbereich, den Türbereich, Kniepolsterpaneele und Dachstützsäulen gibt. Die Innenräume von Fahrzeugen sind in diesen Bereichen häufig mit passiven Schutzsystemen versehen. Derartige Schutzmaßnahmen sind Gegenstand von Regelungen und Vorschriften für Fahrzeughersteller. Insbesondere definiert der U.S. Federal Motor Vehicle Safety Standard 201 Eigenschaften und Anforderungen für Fahrzeuginnenräume zum Schutz bei Aufprällen.
Zum Beispiel ist eine Fahrzeugsäule ein Strukturglied, das zum Halten des Fahrzeugdachs vorgesehen ist. Wie in der Fahrzeugbranche bekannt, stützt eine A-Säule das Dach auf der vorderen Seite der Insassenkabine und ist gewöhnlich zwischen der Windschutzscheibe und der vorderen Türe angeordnet. Entsprechend stützt eine B-Säule das Dach in der Mitte der Insassenkabine und ist gewöhnlich zwischen der vorderen und der hinteren Türe angeordnet. Eine C-Säule stützt das Dach an der hinteren Seite der Fahrzeugkabine hinter der hinteren Türe. Bei größeren Fahrzeugen können weitere Säulen verwendet werden, um die Dachstruktur des Fahrzeugs zu stützen. Die Säulen werden gewöhnlich durch eine Verkleidungsanordnung im Innenraum bedeckt, die auch mehrere weitere Funktionen erfüllt. Zum Beispiel muss die Verkleidungsanordnung eine ästhetisch ansprechende Oberfläche zum Innenraum des Fahrzeugs hin aufweisen. Die Verkleidungsanordnung muss außerdem eine praktische Einrichtung zum Führen und Befestigen von Komponenten im Fahrzeuginnenraum vorsehen. Die Verkleidungsanordnung muss weiterhin einen gewissen Grad an akustischer Dämpfung vorsehen, um den Geräuschpegel im Fahrzeug zu reduzieren.
Weil sich die Säulen in nächster Nähe zu den Köpfen der Fahrzeuginsassen befinden, müssen die Säulenverkleidungsanordnungen auch einen gewissen Grad an Energiehandhabung vorsehen, um die beim Aufprall des Körpers eines Insassen einwirkende Energie zu absorbieren. Derartige Fähigkeiten der Energiehandhabung müssen nicht nur an Säulenverkleidungsanordnungen, sondern auch an anderen Verkleidungsanordnungen wie etwa Tür- und Dachverkleidungsanordnungen vorgesehen werden, die in Kontakt mit dem Körper eines Fahrzeuginsassen kommen können.
Fahrzeugverkleidungsanordnungen wie etwa Säulenverkleidungsanordnungen können auf verschiedene Weise aufgebaut sein und umfassen gewöhnlich ein relativ steifes Substrat mit einer Vorderfläche, die dem Innenraum des Fahrzeugs zugewandt ist, und einer der Vorderfläche gegenüberliegend angeordneten Rückfläche, die für die Verbindung mit einem Fahrzeughalteglied wie etwa einer Säule ausgebildet ist. Das steife Substrat sieht einen strukturellen Halt für die Verkleidungsanordnung vor und definiert die allgemeine Form der Verkleidungsanordnung. Viele Verkleidungsanordnungen umfassen weiterhin ein Hüllenglied aus Leder, Stoff, Vinyl oder ähnlichem, das über der Vorderfläche des Substrats angeordnet ist, um ein weiches Gefühl und ein ästhetisch ansprechendes Aussehen für den Innenraum des Fahrzeugs vorzusehen.
Der herkömmliche Ansatz zum Integrieren eines Energiehandhabungsschaums in derzeitige Verkleidungsanordnungen besteht darin, einzelne Schaumpolster an ausgewählten Positionen auf der Rückfläche der Verkleidungsanordnung zu befestigen. Die Schaumpolster werden gewöhnlich an einem anderen Ort hergestellt und verpackt und dann zu dem Hersteller der Verkleidungsanordnungen versandt. Die Schaumpolster werden dort manuell an der Rückfläche einer Verkleidungsanordnung befestigt, wobei zum Beispiel Handklebepistolen verwendet werden, die einen Heißschmelzkleber ausgeben. Dieser herkömmliche Ansatz zum Herstellen von Verkleidungsanordnungen mit Energiehandhabungsfähigkeiten ist arbeitsintensiv, zeitaufwändig und erfordert eine Vielzahl von Teilen und Arbeitsschritten, was zu höheren Herstellungskosten für die verschiedenen Fahrzeugverkleidungsanordnungen führt.
Eine Verkleidungsanordnung für den Innenraum eines Fahrzeuges, bei der zwei Schaumschichten unterschiedlicher Dichte übereinander liegen, geht aus der DE 101 20 268 A1 hervor.
Die DE 198 14 956 A1 beschreibt ein vergleichsweise aufwändiges Verfahren zum Herstellen von KFZ-Innenverkleidungen. Ein starrer Träger und eine separat hergestellte Folie werden beabstandet zueinander in einer Form platziert, bevor der Bereich zwischen dem Träger und der Folie ausgeschäumt wird. Eine vergleichbare Struktur mit einer Schaumschicht zwischen einem festen Träger und einer Folien-Außenhaut ergibt sich auch aus der US 5,562,797 .
Schließlich beschreibt auch die US 5,582,789 eine Tür-Innenverkleidung, bei der zwischen einem festen Polyurethan-Träger und einer textilen Außenhaut eine Schaumschicht vorgesehen ist.
Es besteht ein Bedarf für eine verbesserte Innenraumverkleidungsanordnung und ein Verfahren zum Integrieren von schaumbasierten Schutzstrukturen, wobei der Arbeitsaufwand und damit die Gesamtherstellungskosten reduziert werden.
Die Aufgabe, diesen Bedarf zu befriedigen, wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Verkleidungsanordnung mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 oder 10, sowie durch ein Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugverkleidungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 13. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die vorliegende Erfindung gibt eine Fahrzeugverkleidungsanordnung mit einer integrierten Aufprallschutzstruktur aus Schaum an, die arbeits- und kosteneffizient hergestellt werden kann. In einer Ausführungsform umfasst die Verkleidungsanordnung ein Substrat, das aus einem ersten Material ausgebildet ist und eine Vorderfläche, die dem Fahrzeuginnenraum zugewandt ist, und eine der Vorderfläche gegenüberliegend angeordneten Rückfläche umfasst. Ein Hüllenglied aus einem zweiten geschäumten Material ist auf wenigstens einen Teil der Vorderfläche des Substrats gegossen, um ein weiches Gefühl für die Verkleidungsanordnung vorzusehen. Eine ebenfalls aus dem zweiten geschäumten Material ausgebildete Aufprallschutzstruktur ist auf wenigstens einen Teil der Rückfläche des Substrats gegossen und kann die Aufprallkraft eines Fahrzeuginsassen zum Beispiel während einer Kollision absorbieren. Die Schutzstruktur kann wenigstens eine Rippe und vorzugsweise zwei Rippen umfassen, die sich entlang der Länge der Verkleidungsanordnung erstrecken.
In einer beispielhaften Ausführungsform weist das Substrat eine erste Härte auf, während das Hüllenglied und die Schutzstruktur eine zweite Härte aufweisen, die relativ geringer als die erste Härte ist. Zum Beispiel kann das Substrat aus verschiedenen thermoplastischen Polymeren wie etwa einem thermoplastischen Olefin oder Polypropylen ausgebildet sein. Das Hüllenglied und die Schutzstruktur können aus einem geschäumten thermoplastischen Polymer wie etwa einem geschäumten thermplastischen Elastomer oder einem geschäumten thermoplastischen Olefin ausgebildet sein. Auf diese Weise sieht das Substrat einen ausreichenden Halt für die Verkleidungsanordnung vor, sieht das Hüllenglied eine attraktive Oberfläche mit einem weichen Gefühl vor und sieht die Schutzstruktur eine Energieabsorptionsfähigkeit vor.
Die Verkleidungsanordnung kann vorzugsweise durch eine in zwei Phasen erfolgende Gussoperation geformt werden. Ein erstes aushärtbares Material wird während einer ersten Phase der Gussoperation in eine Form eingespritzt, um das Substrat zu formen. Ein zweites aushärtbares Material wird dann während einer zweiten Phase in die Form eingespritzt, um das Hüllenglied und die Schutzstruktur zu formen. Das Substrat kann wenigstens eine sich durch dasselbe erstreckende Öffnung aufweisen, wobei das zweite geschäumte Material während der zweiten Phase der Gussoperation die Öffnung füllt, sodass das Hüllenglied und die Schutzstruktur eine einheitliche Struktur bilden.
Die Merkmale und Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende ausführliche Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht.
Die beigefügten Zeichnungen, die Bestandteil der vorliegenden Beschreibung sind, zeigen Ausführungsformen der Erfindung und dienen in Verbindung mit der vorstehenden allgemeinen Beschreibung und der folgenden ausführlichen Beschreibung dazu, die Erfindung zu erläutern.
1 ist eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Fahrzeuginnenraums einschließlich eines Säulenverkleidungspaneels gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Querschnittansicht der Säulenverkleidungsanordnung von 1.
3 ist eine perspektivische Ansicht einer Formanordnung zum Formen der Säulenverkleidungsanordnung von 1.
4 ist eine Querschnittansicht der Formanordnung von 3 und zeigt die erste Phase der Gussoperation.
5 ist eine Querschnittansicht der Formanordnung von 3 und zeigt die zweite Phase der Gussoperation.
In 1 ist ein Teil eines Fahrzeugs 10 mit einer Anzahl von beispielhaften Verkleidungsanordnungen wie etwa der Säulenverkleidungsanordnung 12 gezeigt, die den Innenraum des Fahrzeugs bedecken, um ein ästhetisches Erscheinungsbild vorzusehen, den Geräuschpegel in dem Fahrzeug zu reduzieren und Energie im Falle einer Kollision zu absorbieren. Die verschiedenen Verkleidungsanordnungen in dem Innenraum des Fahrzeugs sind allgemein ähnlich aufgebaut. Die folgende ausführliche Beschreibung nimmt auf eine Verkleidungsanordnung für eine Fahrzeugsäule wie etwa die Säulenverkleidungsanordnung 12 Bezug, wobei dem Fachmann jedoch deutlich sein sollte, dass die Erfindung ebenso gut auf andere Verkleidungsanordnungen in dem Fahrzeug wie etwa Türpaneele, Armaturenbrettpaneele, Dachpaneele, Kniepolsterpaneele und andere mit dem Körper von Insassen in Kontakt kommende Verkleidungsanordnungen angewendet werden kann.
Wie in 1 und 2 gezeigt, ist das Säulenverkleidungspaneel 12 in dem vorderen Teil der Insassenkabine zum Bedecken der A-Säulen installiert, die die Windschutzscheibe 16 von den Seitentüren 18 trennen. Säulen sind allgemein Haltestrukturen, die sich zwischen dem Fahrzeugkörper und dem Dach (nicht gezeigt) erstrecken und dieses halten. Das Fahrzeug 10 kann mehrere Paare von Säulen (B-Säulen, C-Säulen, usw.) umfassen, auf welche die vorliegende Erfindung angewendet werden kann.
Das Säulenverkleidungspaneel 12 umfasst ein relativ steifes Substrat 24, das wenigstens einen Teil des strukturellen Halts der Verkleidungsanordnung vorsieht und die allgemeine Form des Säulenverkleidungspaneels 12 definiert. Das Substrat 24 wird dann an der Innenseite der Säule 14 zum Beispiel über eine Klammer oder ein Montageglied (nicht gezeigt) befestigt, um das Verkleidungspaneel 12 in der Insassenkabine zu positionieren. Das Substrat 24 umfasst eine Vorderfläche 26, die dem Innenraum des Fahrzeugs 10 zugewandt ist, und eine Rückfläche 28, die gegenüber der Vorderfläche 26 angeordnet ist und nicht sichtbar ist, wenn das Säulenverkleidungspaneel 12 an dem Fahrzeug 10 montiert ist. Das Substrat 24 kann aus einem ersten Material ausgebildet sein, das eine erste Härte aufweist und ein thermoplastisches Polymer wie etwa ein thermoplastisches Olefin oder Polypropylen umfasst. Dem Fachmann sollte deutlich sein, dass das Substrat 24 eine oder mehrere knautschbare Rippen (nicht gezeigt) umfassen kann, die mit dem Substrat 24 ausgebildet werden. Die knautschbaren Rippen sehen eine zusätzliche Energieabsorptionsfähigkeit vor.
In einer Ausführungsform umfasst die Säulenverkleidungsanordnung 12 weiterhin ein einstückig ausgebildetes Verkleidungselement, das allgemein durch das Bezugszeichen 30 angegeben ist und auf wenigstens einen Teil des Substrats 24 gegossen ist. Das Verkleidungselement 30 definiert ein Hüllenglied 32, das auf wenigstens einen Teil der Vorderfläche 26 des Substrats 24 gegossen ist, und eine Aufprallschutzstruktur 34, die auf wenigstens einen Teil der Rückfläche 28 des Substrats 24 gegossen ist. Das Hüllenglied 32 ist ausgebildet, um ein ästhetisch ansprechendes Aussehen für das Säulenverkleidungspaneel 12 und ein weiches Gefühl zur Erhöhung des Komforts der Fahrzeuginsassen vorzusehen. Die Schutzstruktur 34 ist ausgebildet, um eine Aufprallkraft von einem Fahrzeuginsassen im Falle einer Kollision zu absorbieren. Das Säulenverkleidungspaneel 12 weist eine Länge auf, und die Schutzstruktur 34 ist in der Form einer Rippe und vorzugsweise eines Paars von Rippen 36 konfiguriert, die von der Rückfläche 28 des Substrats 24 vorstehen und sich entlang von wenigstens einem Teil der Länge des Säulenverkleidungspaneels 12 erstrecken. Dem Fachmann sollte deutlich sein, dass die Schutzstruktur 34 auch andere Konfigurationen mit mehrfachen Energieabsorptionsstrukturen aufweisen kann. Dem Fachmann sollte weiterhin deutlich sein, dass die Schutzstruktur 34 über oder mit den knautschbaren Rippen in dem Substrat 24 gegossen werden kann.
Vorzugsweise kann das Verkleidungselement 30 mit dem Hüllenglied 32 und der Schutzstruktur 34 aus demselben Material ausgebildet werden. Insbesondere kann das Verkleidungselement 30 aus einem zweiten geschäumten Material mit einer zweiten Härte ausgebildet werden, die relativ geringer als die erste Härte des Substrats 24 ist. Das zweite geschäumte Material kann ein geschäumtes thermoplastisches Polymer wie etwa ein geschäumtes thermoplastisches Elastomer oder ein geschäumtes thermoplastisches Olefin sein. Das zweite geschäumte Material sieht eine äußere Haut und einen leichten zellularen Kern vor, die gemeinsam das weiche Gefühl für die Vorderfläche 26 des Substrats 24 und die Energieabsorptionsfähigkeit für die Schutzstruktur 34 auf der Rückfläche 28 des Substrats 24 vorsehen. Das zweite Material kann durch ein Blähmittel wie etwa Natriumbicarbonat, Stickstoff oder ein anderes bekanntes Blähmittel geschäumt bzw. aktiviert werden. Das Hüllenglied 32 und die Schutzstruktur 34 können miteinander verbunden werden, um ein integriertes Verkleidungselement 30 zu bilden. Dazu kann das Substrat 24 wenigstens eine Öffnung 38 (zwei sind gezeigt) aufweisen, die während des Herstellungsprozesses durch das zweite geschäumte Material gefüllt werden, sodass das Verkleidungselement 30 einen integrierten Aufbau aufweist.
Mit Bezug auf 3-5 wird im Folgenden ein Verfahren zum Herstellen der Fahrzeuginnenraum-Verkleidungsanordnung mit einem Hüllenglied 32 und einer Aufprallschutzstruktur 34 beschrieben. In 3 ist eine einzelne Formanordnung gezeigt, die einen ersten Formhohlraum 42 und einen dazu beabstandeten zweiten Formhohlraum 44 sowie einen zentralen Kern 46 mit einem ersten vorstehenden Teil 48 und einem zweiten vorstehenden Teil 50 jeweils für die Verbindung mit den Formhohlräumen 42 und 44 umfasst. Der Kern 46 ist zwischen den Formhohlräumen 42, 44 angeordnet und kann um eine zentrale Achse, d.h. eine horizontale Achse 52 gedreht werden, sodass der erste und der zweite vorstehende Teil 48, 50 nacheinander mit den Formhohlräumen 42, 44 verbunden werden können, um kontinuierlich zuerst das Substrat 24 und anschließend das Hüllenglied 32 und die Schutzstruktur 34 zu formen. Dem Fachmann sollte deutlich sein, dass Variationen in der Formanordnung 40 vorgesehen werden können, ohne dass deshalb der Erfindungsumfang verlassen wird. Zum Beispiel kann eine beliebige Anzahl von vorstehenden Teilen 48, 50 im Kern (d.h. mehr oder weniger als die gezeigte Anzahl) in Verbindung mit der erforderlichen Anzahl von entsprechenden ersten und zweiten Formhohlräumen 42, 44 vorgesehen werden, um das Substrat 24 mit einem Hüllenglied 32 zum Vorsehen eines weichen Gefühls und einer Schutzstruktur 34 zum Absorbieren einer Aufprallkraft von einem Fahrzeuginsassen zu formen.
Die erste und die zweite Phase der Gussoperation werden nachfolgend mit Bezug auf den ersten vorstehenden Teil 48 wie in den Querschnittansichten von 4 und 5 gezeigt beschrieben, wobei zu beachten ist, dass der erste und der zweite Formprozess in gleicher Weise für den zweiten vorstehenden Teil 50 durchgeführt werden. Dementsprechend wird wie am besten in 3 und 4 gezeigt der erste vorstehende Teil 48 des Kerns 46 mit dem ersten Formhohlraum 42 verbunden, wobei insbesondere der erste Formhohlraum 42 derart beschaffen ist, dass er auf aus dem Stand der Technik bekannte Weise nach vorne zu dem ersten vorstehenden Teil 48 bewegt werden kann, um eine erste Formkammer 54 zu bilden. In einer ersten Phase der Gussoperation wird ein erstes aushärtbares Material 56, das ein thermoplastisches Polymer wie etwa ein thermoplastisches Olefin, Polypropylen oder ein anderes geeignetes Material sein kann, durch einen Kanal 58 in die erste Formkammer 54 eingespritzt, um das Substrat 24 zu formen. Insbesondere wird das Substrat 24 über den ersten vorstehenden Teil 48 derart gegossen, dass der erste vorstehende Teil 48 das Substrat 24 hält. Ein beweglicher Gleiter (nicht gezeigt) kann auf aus dem Stand der Technik bekannte Weise in dem ersten Formhohlraum 42 vorgesehen werden, um die Öffnungen 38 in dem Substrat 24 zu erzeugen.
Wie weiterhin in 3 und 5 gezeigt, wird der erste Formhohlraum 42 von dem ersten vorstehenden Teil 48 zurückgezogen bzw. entfernt, wobei dann der Kern 46 mit dem ersten vorstehenden Teil 48 und dem daran vorgesehenen Substrat 24 um die horizontale Achse 52 gedreht wird, um das Substrat 24 von dem ersten Formhohlraum 42 zu dem zweiten Formhohlraum 44 zu bewegen. Dann wird der vorstehende Teil 48 des Kerns 46 mit dem zweiten Formhohlraum 44 verbunden, wobei der zweite Formhohlraum 44 ausgebildet ist, um sich auf aus dem Stand der Technik bekannte Weise zu dem ersten vorstehenden Teil 48 zu bewegen, um einen Teil 60a einer zweiten Formkammer um wenigstens einen Teil der Vorderfläche 28 des Substrats 24 zu bilden. Der Teil 60a der zweiten Formkammer ist ausgebildet, um das Hüllenglied 32 auf der Vorderfläche 32 des Substrats 24 zu bilden. Ein beweglicher Gleiter (nicht gezeigt) ist weiterhin an dem Kern 46 vorgesehen und wird zurückgezogen, um einen anderen Teil 60b der zweiten Formkammer um wenigstens einen Teil der Rückfläche 28 des Substrats 24 zu bilden. Der andere Teil 60b der zweiten Formkammer ist ausgebildet, um die Schutzstruktur 34 auf der Rückfläche 28 des Substrats 24 zu bilden.
Während einer zweiten Phase der Gussoperation wird das zweite aushärtbare geschäumte Material 62, das ein geschäumtes thermoplastisches Polymer wie etwa ein geschäumtes thermoplastisches Elastomer oder ein geschäumtes thermoplastisches Olefin mit einem beigemischten Blähmittel sein kann, durch einen Kanal 64 in die zweite Formkammer 60a, 60b eingespritzt, um das Hüllenglied 32 und die Schutzstruktur 34 zu formen. Das zweite geschäumte Material 62 fließt in den ersten Teil 60a der zweiten Formkammer und dann durch die Öffnungen 38 in dem Substrat 24 in den zweiten Teil 60b der zweiten Formkammer. Es muss also nur ein Kanal in dem zweiten Formhohlraum 44 vorgesehen werden, um das Hüllenglied 32 und die Schutzstruktur 34 auf gegenüberliegenden Seiten des Substrats 24 zu formen. Das Hüllenglied 32 und die Schutzstruktur 34 können also als ein einstückiges Verkleidungselement 30 geformt werden. Dabei werden das Hüllenglied 32 und die Schutzstruktur 34 wenigstens auf Teile der Vorder- und Rückflächen 26, 28 des Substrats 24 gebondet bzw. einstückig dort gegossen, um ein weiches Gefühl und Aufprallabsorptionsfähigkeiten vorzusehen.
Das zweite geschäumte Material 62 wird durch das Einführen eines physikalischen oder chemischen Blähmittels in das geschmolzene Polymer allgemein vor dem Einspritzen in die zweite Formkammer 60a, 60b aktiviert bzw. geschäumt. Allgemein wirkt das Blähmittel derart, dass es das Polymer erweitert, um eine zellulare Struktur mit einer wesentlich niedrigeren Dichte als das Polymer selbst zu bilden. Das Blähmittel kann ein chemisches Mittel, das ein Gas freisetzt, wenn es über eine bestimmte Zersetzungstemperatur erwärmt wird (z.B. gibt Natriumbicarbonat CO₂ frei, wenn es über seine Zersetzungstemperatur erhitzt wird), ein physikalisches Mittel wie etwa ein Gas (z.B. gasförmiger Stickstoff) oder ein anderes bekanntes Blähmittel sein. Wenn sich das Blähmittel abkühlt und aushärtet, definieren die durch das Blähmittel gebildeten gasgefüllten Blasen die geschäumte Struktur mit einer bestimmten Dichte. Je nach den Gussbedingungen kann die zellulare Struktur des ausgehärteten Polymers entweder geschlossen oder offen sein. Das weiche Gefühl des Hüllenglieds 32 kann zu einer gewünschten Weichheit angepasst werden, indem die Dicke des Hüllenglieds variiert wird. Entsprechend kann die durch die Schutzstruktur 34 absorbierte Energiemenge angepasst werden, indem die Dicke der Schutzstruktur 34 variiert wird.
Nachdem das zweite geschäumte Material 62 eine ausreichende Zeit lang ausgehärtet wurde, wird der zweite Formhohlraum 44 von dem ersten vorstehenden Teil 48 zurückgezogen bzw. entfernt und wird die Fahrzeuginnenraum-Verkleidungsanordnung, d.h. das Säulenverkleidungspaneel 12 aus dem ersten vorstehenden Teil 48 etwa durch Auswurfstifte (nicht gezeigt) ausgeworfen, sodass ein neuer Prozess eingeleitet werden kann. Obwohl nicht gezeigt, kann der zweite vorstehende Teil 50 auch mit dem ersten Formhohlraum 42 verbunden werden, während der erste vorstehende Teil 48 mit dem zweiten Formhohlraum 44 verbunden wird, um ein zweites Substrat (nicht gezeigt), das identisch mit dem ersten Substrat 24 sein kann, durch das Einspritzen des ersten Materials 56 in die erste Formkammer 44 während der ersten Phase der Gussoperation zu formen. Nach dem Einspritzen dreht der Kern 46 mit dem zweiten vorstehenden Teil 50 das zweite Substrat zu dem zweiten Formhohlraum 44 für die zweite Phase der Gussoperation, während der erste vorstehende Teil 48 zu dem ersten Formhohlraum 42 zurückkehrt, um die erste Phase der Gussoperation zu wiederholen. Auf diese Weise kann eine Vielzahl von Fahrzeuginnenraum-Verkleidungsanordnungen kontinuierlich und effizient erzeugt werden.
Wie weiterhin in 1 gezeigt, umfasst die Säulenverkleidungsanordnung 12 das Substrat 24 mit einem einstückig an demselben gegossenen Verkleidungselement 30. Das Verkleidungselement 30 definiert ein Hüllenglied 32, das auf die Vorderfläche 26 des Substrats 24 gegossen ist, und eine Aufprallschutzstruktur 34, die auf die Rückfläche 28 des Substrats 24 gegossen ist. Das Verkleidungspaneel 12 kann jetzt auf aus dem Stand der Technik bekannte Weise mit einer Säule 14 des Fahrzeugs 10 verbunden werden. Dementsprechend kann die Gussoperation der vorliegenden Erfindung kontinuierlich unter Verwendung einer einzelnen Formanordnung 40 durchgeführt werden, um eine verbesserte Säulenverkleidungsanordnung 12 mit einem sich weich anfühlenden Hüllenglied 32 und einer Energie absorbierenden Schutzstruktur 34 vorzusehen.
Während das Verfahren eine einzelne Formanordnung für einen kontinuierlichen, integrierten Prozess verwendet, ist zu beachten, dass der Formprozess auch in mehr als einer Formanordnung durchgeführt werden kann, wobei das Verleidungspaneel nach der ersten Phase aus dem ersten Formhohlraum entfernt und zu einem zweiten Formhohlraum in einer zweiten, separaten Formanordnung für die zweite Phase der Gussoperation bewegt werden kann. Die Bewegung kann manuell oder auf andere aus dem Stand der Technik bekannte Weise (z.B. mithilfe eines Roboters) erfolgen.
Die vorliegende Erfindung wurde mit Bezug auf verschiedene Ausführungsformen erläutert, wobei die Erfindung jedoch nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist, sondern durch den Umfang der beigefügten Ansprüche definiert wird. Weitere Vorteile und Modifikationen können durch den Fachmann realisiert werden, ohne dass deshalb der Erfindungsumfang verlassen wird.

Claims

Verkleidungsanordnung (12) für einen Fahrzeuginnenraum, mit: einem Substrat (24), das aus einem ersten Material ausgebildet ist und eine Vorderfläche (26), die dem Fahrzeuginnenraum zugewandt ist, und eine der Vorderfläche (26) gegenüberliegend angeordnete Rückfläche (28) umfasst, einem Hüllenglied (32), das aus einem zweiten, geschäumten Material ausgebildet ist, auf wenigstens einen Teil der Vorderfläche (26) gegossen ist und ein weiches Gefühl für die Verkleidungsanordnung vorsieht, und einer Aufprallschutzstruktur (34), die aus dem zweiten geschäumten Material ausgebildet ist, auf wenigstens einen Teil der Rückfläche (28) gegossen ist und eine Aufprallkraft von einem Fahrzeuginsassen im Falle einer Kollision absorbieren kann.
Verkleidungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (24) eine erste Härte aufweist und das Hüllenglied (32) und die Schutzstruktur (34) eine zweite Härte aufweisen, die geringer als die erste Härte ist.
Verkleidungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (24) eine Länge aufweist, wobei die Schutzstruktur (34) eine Rippe (36) umfasst, die sich entlang wenigstens eines Teils der Länge erstreckt.
Verkleidungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (24) wenigstens eine sich durch dasselbe erstreckende Öffnung (38) umfasst, wobei die Öffnung (38) durch das zweite geschäumte Material gefüllt wird, um das Hüllen glied (32) und die Schutzstruktur (34) miteinander zu verbinden und einen einstückigen Aufbau aus dem zweiten geschäumten Material zu bilden.
Verkleidungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (24) aus einem thermoplastischen Polymer ausgebildet ist und das Hüllenglied (32) und die Schutzstruktur (34) aus einem geschäumten thermoplastischen Polymer ausgebildet sind.
Verkleidungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (24) aus einem Material ausgebildet ist, das aus der Gruppe gewählt ist, die ein thermoplastisches Olefin und Polypropylen umfasst.
Verkleidungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllenglied (32) und die Schutzstruktur (34) aus einem Material ausgebildet sind, das aus der Gruppe gewählt ist, die ein geschäumtes thermoplastisches Elastomer und ein geschäumtes thermoplastisches Olefin umfasst.
Verkleidungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (24) aus Polypropylen ausgebildet ist und das Hüllenglied (32) und die Schutzstruktur (34) aus einem geschäumten thermoplastischen Elastomer ausgebildet sind.
Verkleidungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkleidungsanordnung ein Säulenverkleidungspaneel (12) ist.
Verkleidungsanordnung (12) für einen Fahrzeuginnenraum, mit: einem Substrat (24), das aus einem ersten Material ausgebildet ist und eine erste Härte aufweist, wobei das Substrat (24) eine Vorderfläche (26), die dem Fahrzeuginnenraum zugewandt ist, und eine der Vorderfläche (26) gegenüberliegend angeordnete Rückfläche (28) umfasst, einem einstückigen Verkleidungselement (30), das aus einem zweiten, geschäumten Material ausgebildet ist und eine zweite Härte aufweist, die geringer als die erste Härte ist, wobei das Verkleidungselement (30) auf wenigstens einen Teil des Substrats (24) gegossen ist und ein Hüllenglied (32), das über der Vorderfläche (26) angeordnet ist, um ein weiches Gefühl für die Verkleidungsanordnung vorzusehen, sowie eine Schutzstruktur (34) definiert, die ausgebildet ist, um eine Aufprallkraft von einem Fahrzeuginsassen im Falle einer Kollision zu absorbieren.
Verkleidungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (24) wenigstens eine sich durch das Substrat (24) erstreckende Öffnung (38) aufweist, wobei die Öffnung (38) durch das zweite, geschäumte Material gefüllt wird, um das Hüllenglied (32) und die Schutzstruktur (34) miteinander zu verbinden, sodass diese das einstückige Verkleidungselement (30) bilden.
Verkleidungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzstruktur (34) auf die Rückfläche (28) des Substrats (24) gegossen ist.
Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugverkleidungsanordnung in einer in zwei Phasen erfolgenden Gussoperation, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Formen eines Substrats (24) durch das Einspritzen eines ersten aushärtbaren Materials (56) während einer ersten Phase der Gussoperation, Bilden einer Formkammer (60a, 60b) um einen Teil des Substrats (24) herum, und Formen eines Hüllenglieds (32) und einer Aufprallschutzstruktur (34) auf dem Substrat (24) durch das Einspritzen eines zweiten aushärtbaren, geschäumten Materials (62) während einer zweiten Phase der Gussoperation.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzen des ersten (56) und zweiten aushärtbaren Materials (62) folgende Teilschritte umfasst: Einspritzen des ersten aushärtbaren Materials (56), das eine erste Härte aufweist, und Einspritzen des zweiten aushärtbaren, geschäumten Materials (62), das eine zweite Härte aufweist, die geringer als die erste Härte ist.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste aushärtbare Material (56) ein thermoplastisches Polymer ist und das zweite aushärtbare, geschäumte Material (62) ein geschäumtes thermplastisches Polymer umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das erste aushärtbare Material (56) aus der Gruppe gewählt ist, die ein thermoplastisches Olefin und Polypropylen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite aushärtbare, geschäumte Material (62) aus der Gruppe gewählt ist, die ein geschäumtes thermplastisches Elastomer und ein geschäumtes thermplastisches Olefin umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste aushärtbare Material (56) Polypropylen ist und das zweite aushärtbare, geschäumte Material (62) ein geschäumtes thermoplastisches Elastomer ist.