DE102005050370A1

DE102005050370A1 - Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeug-Innenausstattungs-Baugruppe, die eine vereinigte Airbag-Tür aufweist

Info

Publication number: DE102005050370A1
Application number: DE102005050370A
Authority: DE
Inventors: Michael J. Milford Hier; Glenn A. Chesterfield Township Cowelchuk; Randy S. Fair Haven Reed; David Troy Dooley; Todd L. Brighton Depue
Original assignee: Lear Corp
Current assignee: International Automotive Components Group North America Inc
Priority date: 2004-10-20
Filing date: 2005-10-20
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2025-10-21
Also published as: GB2419320B; GB2419320A; DE102005050370B4; GB0521007D0; US20060082109A1

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeug-Innenausstattungs-Baugruppe umfasst das Einspritzformen eines ersten, aushärtbaren Polymers zur Ausbildung eines Substrats, das eine Entfaltungstür aufweist, in einem ersten Schuss eines Ausformvorgangs. Dann wird ein Überzug auf zumindest einem Abschnitt sowohl des Substrats als auch der Entfaltungstür durch Einspritzformen eines zweiten aushärtbaren Polymers in einem zweiten Schuss des Ausformvorgangs ausgebildet. Der Überzug weist eine innere und eine äußere Schicht aus dem zweiten Polymer auf, das einen im Wesentlichen nicht-zellulären Aufbau aufweist, sowie einen Kern aus dem zweiten Polymer, das eine zelluläre Struktur zwischen der inneren und der äußeren Schicht aufweist. Zumindest eine Einkerbungslinie ist in dem Substrat vorgesehen, um darin die Entfaltungstür festzulegen. Die Einkerbungslinie kann während des Ausformvorgangs oder bei einem Vorgang nach dem Ausformen erzeugt werden, beispielsweise in einem Laser-Einkerberzeugungsvorgang.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Kraftfahrzeug-Innenausstattungs-Baugruppen, und spezieller Innenausstattungs-Baugruppen, welche Airbag-Türen zum Verbergen und Entfalten eines Airbags aufweisen.

Kraftfahrzeuge weisen ein Airbag-System auf, das aus Aufprallsensoren, einer Systemsteuerung, einer Aufblasvorrichtung und den aufblasbaren Airbag-Kissen selbst besteht. Die aufblasbaren Airbag-Kissen werden zum Entfalten an einer Anzahl von Orten im Inneren eines Kraftfahrzeugs angeordnet, und schützen dann, wenn sie in das Innere des Insassenraums bei einem Zusammenstoß entfaltet werden, die Fahrzeuginsassen gegen Verletzungen. So werden beispielsweise aufblasbare Airbag-Kissen an verborgenen Orten hinter Entfaltungstüren aufbewahrt, innerhalb des Lenkrads, zum Schutz des Fahrers, und in dem Armaturenbrett zum Schutz eines Passagiers im Falle eines Zusammenstoßes. Airbag-Systeme können auch in anderen Innenausstattungs-Baugruppen im gesamten Fahrzeug vorgesehen sein.

Jedes Airbag-Kissen wird durch eine Entfaltungstür verborgen, die einen Innenabschnitt des Fahrzeugs bildet, beispielsweise durch einen Abschnitt der Nabe des Lenkrads, eines Armaturenbretts, oder einer anderen Innenausstattungs-Baugruppe. Typischerweise deckt die Entfaltungstür eine Öffnung ab, durch welche sich das Airbag-Kissen im Falle eines Zusammenstoßes entfaltet. Wenn das Airbag-Kissen aufgeblasen wird, wird die Entfaltungstür durch die Kraft geöffnet, die durch das sich entfaltende Airbag-Kissen gegen die Entfaltungstür einwirkt.

Von Konstrukteuren für Innenraum-Ausstattungsbaugruppen wurde allerdings verlangt, ein wirksames Entfalten eines Airbag-Kissens zur Verfügung zu stellen, wobei ein ansprechendes ästhetisches Erscheinungsbild der Innenraum-Ausstattungsbaugruppe vorhanden ist, durch welche sich das Airbag-Kissen entfaltet. Von Konstrukteuren für Innenausstattungs-Baugruppen wurde ebenfalls verlangt, dass sie derartige Innenausstattungs-Baugruppen kostengünstig bereitstellen. Bei mehreren Konstruktionen weist eine Innenausstattungs-Baugruppe eine Konstruktion mit mehreren Abschnitten auf, einschließlich eines Halteabschnitts, der ein wesentliches Teil der Innenausstattungs-Baugruppe bildet, und eine Entfaltungstür, die über dem Airbag-Kissen liegt, das sich unmittelbar hinter der Innenausstattungs-Baugruppe befindet. Bei vielen derartigen Konstruktionen weist die Innenausstattungs-Baugruppe einen sichtbaren Saum auf, der einen geringen Widerstand für normale und Scherkräfte aufweist, damit sich das Airbag-Kissen hierdurch entfalten kann. Dieser Saum unterscheidet deutlich die Entfaltungstür von dem Halteabschnitt der Innenausstattungs-Baugruppe, und lenkt daher von dem ästhetischen Erscheinungsbild des Kraftfahrzeug-Innenraums ab.

Ein weiterer Gesichtspunkt für Konstrukteure von Innenausstattungs-Baugruppen befasst sich damit, zu verhindern, dass die Entfaltungstür in den Insassen-Innenraum mit einer hohen Geschwindigkeitsrate während des Entfaltens des Airbag-Kissens ausgestoßen wird. Zahlreiche Konstruktionen weisen einen Scharniermechanismus auf, der sich im Inneren oder an der Rückseite der Entfaltungstür in der Nähe des Airbag-Kissens befindet, wobei ein Ende mit der Rückseite der Entfaltungstür verbunden ist, und ein anderes Ende mit einer festen Halterung verbunden ist. Der Scharniermechanismus ist typischerweise auf der Rückseite der Entfaltungstür angeordnet, so dass er vom Insassenabteil nicht sichtbar ist, und nicht von dem ästhetischen Erscheinungsbild des Innenraums des Kraftfahrzeugs ablenkt.

So setzen beispielsweise verschiedene Konstruktionen ein Halteseil ein, das aus Naturfasern besteht, Kunstfasern, thermoplastischen Materialien oder anderen geeigneten Materialien, bei welchem ein Ende mit der Entfaltungstür über Kleber, Schwingungs- oder Ultraschallschweißverfahren oder andere Methoden verbunden ist. Das entgegen gesetzte Ende wird dann an dem Airbag-Gehäuse oder einer anderen Halterung des Kraftfahrzeugs angebracht. Auf diese Weise dient das Halteseil als ein Scharnier, das eine Schwenkbewegung der Entfaltungstür ermöglicht oder jedenfalls erleichtert, um zu verhindern, dass sich die Tür von der Innenausstattungs-Baugruppe trennt, wenn das Airbag-Kissen entfaltet wird.

Scharniermechanismen, die an der Innenseite der Entfaltungstür angeordnet sind, weisen einige Nachteile auf. Insbesondere kann, um die Schwenkbewegung der Entfaltungstür abzufangen, der Scharniermechanismus einen losen oder schlaffen Bereich aufweist, wenn sich das Airbag-Kissen in dem aufbewahrten oder nicht entfalteten Zustand befindet. Daher kann bei dem Scharniermechanismus ein Festhalten des Scharniers auftreten, was zu einer nicht ausreichenden Funktion des Airbag-Systems bei dessen Betätigung führen kann. Weiterhin werden beim Vorsehen eines getrennten Scharniermechanismus in dem Airbag-System zusätzliche Teile und Arbeit erforderlich, wo durch die Gesamtkosten der Innenausstattungs-Baugruppe erhöht werden.

Es besteht ein Bedürfnis nach einem verbesserten Verfahren zur Herstellung einer Innenausstattungs-Baugruppe, die eine Airbag-Entfaltungstür aufweist, die das ästhetische Erscheinungsbild des Kraftfahrzeug-Innenraums verbessert, die Verlässlichkeit des Airbags erhöht, und die Anzahl an Teilen, die Arbeit und die gesamten Herstellungskosten verringert.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeug-Innenausstattungs-Baugruppe zur Verfügung, die eine eingebaute Airbag-Entfaltungstür aufweist, und welches diese und andere Nachteile herkömmlicher Airbag-Türen angeht, wobei die Tür effizient und kostengünstig hergestellt werden kann. Die Innenausstattungs-Baugruppe weist ein Substrat auf, das eine vordere Oberfläche aufweist, die dazu ausgebildet ist, dem Innenraum eines Kraftfahrzeugs zugewandt zu sein, sowie eine rückwärtige Oberfläche entgegen gesetzt zur vorderen Oberfläche. Ein Airbag-System wird unmittelbar hinter der Entfaltungstür aufbewahrt, und weist ein Airbag-Kissen zum Entfalten durch die Innenausstattungs-Baugruppe auf. Ein Überzug ist auf zumindest einen Abschnitt des Substrats und der Entfaltungstür aufgeformt, und weist eine innere und eine äußere Schicht aus einem Polymermaterial auf, das einen im Wesentlichen nicht-zellenförmigen Aufbau aufweist, sowie einen Kern aus einem Polymermaterial, das einen zellenförmigen Aufbau aufweist, und zwischen der inneren und der äußeren Schicht angeordnet ist. Die Entfaltungstür ist dazu ausgebildet, sich zu öffnen, wenn der Airbag betätigt wird, so dass sich das Airbag-Kissen in den Insassen-Innenraum ausbreiten kann. Der Überzug ist dazu ausgebildet, die Entfaltungstür an der Innenausstattungs-Baugruppe befestigt zu halten, um zu verhindern, dass die Tür in den Insassen-Innenraum ausgestoßen wird.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird die Entfaltungstür durch zumindest eine Einkerbungslinie festgelegt, und vorzugsweise durch mehrere Einkerbungslinien, die in der Rückseite des Armaturenbretts vorgesehen sind. Die Einkerbungslinien können die Form eines H-förmigen Musters aufweisen, eines U-förmigen Musters, oder eines anderen Musters, um die Entfaltungstür festzulegen. Die Tiefe und die Art der Einkerbungslinien können so gewählt sein, dass sich die Entfaltungstür öffnet, nachdem auf das Airbag-Kissen eine vorbestimmte Kraft einwirkt, auf die Rückseite der Innenausstattungs-Baugruppe. So kann beispielsweise die Tiefe der Einkerbungslinien so gewählt sein, dass sie sich durch das Substrat insgesamt erstrecken, oder durch das Substrat und teilweise durch den Überzug. Weiterhin können die Einkerbungslinien so ausgebildet sein, dass sie als durchgehende Einkerbungslinien oder intermittierende Einkerbungslinien ausgebildet sind.

Ein Verfahren zur Herstellung der voranstehend geschilderten Innenausstattungs-Baugruppe umfasst das Spritzgießen eines ersten Polymers zur Ausbildung eines Substrats in einem ersten Schuss eines Ausformvorgangs, und nachfolgendes Spritzgießen eines zweiten Polymers zur Ausbildung eines Überzugs in einem zweiten Schuss eines Ausformvorgangs. Der Überzug weist eine innere und eine äußere Schicht aus dem zweiten Polymermaterial auf, die einen im Wesentlichen nichtzellulären Aufbau aufweist, und einen Kern aus dem zweiten Polymermaterial, das einen zellulären Aufbau aufweist, und zwischen der inneren und der äußeren Schicht angeordnet ist. Die Einkerbungslinien können in der Innenausstattungs-Baugruppe während des Ausformvorgangs oder bei einem Vorgang nach dem Aus formen hergestellt werden, beispielsweise durch einen Laser-Einkerbungslinien-Erzeugungsvorgang.

Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Verfügung, eine Kraftfahrzeug-Innenausstattungs-Baugruppe herzustellen, die dazu ausgebildet ist, dass sich durch sie ein Airbag entfalten kann, welche die Verlässlichkeit des Airbags vergrößert, und die Anzahl an Teilen und den Arbeitsaufwand verringert, die zum Zusammenbau benötigt werden, wodurch die gesamten Herstellungskosten verringert werden. Die Innenausstattungs-Baugruppe stellt darüber hinaus ein ästhetisch zufrieden stellendes Erscheinungsbild zur Verfügung, und weist keine sichtbar geschwächten Bereiche auf. Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
1 eine Perspektivansicht des Inneren eines Kraftfahrzeugs mit verschiedenen beispielhaften Innenausstattungs-Baugruppen gemäß der vorliegenden Erfindung;
2A eine Querschnittsansicht im Wesentlichen entlang der Linie 2A-2A in 1;
2B eine Querschnittsansicht, ähnlich 2A, welche das Aufblasen des Airbag-Kissens und das Öffnen der Entfaltungstür zeigt;
3 eine Ansicht von der Rückseite des Armaturenbretts aus, zur Erläuterung eines Beispiels für ein Einkerbungslinienmuster;
4A bis 4D Querschnittsansichten des Armaturenbretts, welche mögliche Tiefen der Einkerbungslinien erläutern;
5A bis 5D schematische Querschnittsansichten eines Spritzgießvorgangs zur Herstellung der Innenausstattungs-Baugruppen gemäß der Erfindung; und
6 eine schematische Querschnittsansicht eines Einkerbungsvorgangs mit Hilfe eines Lasers zur Ausbildung der Einkerbungslinien in der Innenausstattungs-Baugruppe.
Die beigefügten Zeichnungen, die einen Teil der vorliegenden Beschreibung bilden und in diese eingeschlossen sind, erläutern Ausführungsformen der Erfindung, und dienen zusammen mit der voranstehend geschilderten, allgemeinen Beschreibung der Erfindung, und der nachstehenden detaillierten Beschreibung zur Erläuterung der Erfindung.
In 1 weist ein Kraftfahrzeug 10 mehrere beispielhafte Innenausstattungs-Baugruppen auf, beispielsweise ein Armaturenbrett 12, welche das Innere des Kraftfahrzeugs 10 abdecken, um eine ästhetisch zufrieden stellende Umgebung zur Verfügung zu stellen, und den Komfort für Fahrzeug-Insassen zu erhöhen. Das Armaturenbrett 12 ist mit einem Airbag-System 14 ausgerüstet, das ein Airbag-Kissen 16 aufweist, das dazu ausgebildet ist, durch das Armaturenbrett 12 entfaltet zu werden, um die Fahrzeug-Insassen zu schützen (2A). Die verschiedenen Innenausstattungs-Baugruppen, welche das Innere des Kraftfahrzeugs 10 auskleiden, sind im Wesentlichen ähnlich ausgebildet. Obwohl sich die nachfolgende, detaillierte Beschreibung auf ein Armaturenbrett 12 konzentriert, werden Fachleute bemerken, dass die Erfindung ebenso bei anderen Innenausstattungs-Baugruppen in dem Kraftfahrzeug 10 eingesetzt werden kann, beispielsweise bei Türfeldern 18, Dachfeldern 20, Säulenverkleidungsfeldern 22, Lenkradnabenfeldern 24, und anderen Innenausstattungs-Baugruppen.
Wie aus den 2A und 2B hervorgeht, weist das Armaturenbrett 12 ein relativ starres Substrat 26 auf, welches zumindest einen Abschnitt der konstruktiven Halterung bildet, und im Wesentlichen die Form des Armaturenbretts 12 festlegt. Das Armaturenbrett 12 ist im Inneren des Kraftfahrzeugs 10 beispielsweise durch eine Stütze oder ein Montageteil (nicht gezeigt) befestigt, damit das Armaturenbrett 12 im vorderen Abschnitt des Insassen-Innenraums angeordnet wird. Das Substrat 26 weist eine vordere Oberfläche 28 auf, die dem Inneren des Kraftfahrzeugs 10 zugewandt ist, und eine rückwärtige Oberfläche 30 entgegen gesetzt der vorderen Oberfläche 28, die der Betrachtung nicht zugänglich ist, wenn das Armaturenbrett 12 an dem Kraftfahrzeug 10 angebracht ist. Das Substrat 26 weist eine Entfaltungstür 32 auf, die einstückig oder vereinigt mit dem Substrat 26 ausgeformt ist. Wie in 2A gezeigt, ist das Airbag-Kissen 16 unmittelbar hinter der Entfaltungstür 32 im Substrat 26 angeordnet, wenn es sich im aufbewahrten oder nicht entfalteten Zustand befindet. Die Entfaltungstür 32 ist so ausgebildet, dass dann, wenn das Airbag-System 14 betätigt wird, sich die Entfaltungstür 32 öffnet, damit sich das Airbag-Kissen 16 in den Insassen-Innenraum aufweiten kann, und in diesem die Fahrzeug-Insassen schützen kann, wie dies in 2B gezeigt ist.
Das Armaturenbrett 12 weist weiterhin einen Überzug 34 auf, der einstückig oder vereinigt mit dem Substrat 26 ausgeformt ist. Der Überzug 34 weist eine innere Schicht oder Haut 36 auf, eine äußere Schicht oder eine Haut 38, sowie einen Kern 40 aus einem zellulären Material, vorzugsweise mit einer geschlossenen zellulären Struktur, der zwischen der inneren und der äußeren Schicht 36 bzw. 38 angeordnet ist. Alternativ können die Zellen des Kerns 40 eine miteinander verbundene, offenzellige Struktur aufweisen. Die äußere Schicht 38 weist eine Außenoberfläche auf, die freiliegt, und von Fahrzeug-Insassen wahrgenommen werden kann, die sich im Insassen-Innenraum befinden, wenn das Armaturenbrett 12 am Kraftfahrzeug 10 angebracht ist. Die innere Schicht 36 kann als eine Verbindungsschicht zum Substrat 26 dienen. Der Überzug 34 kann über die gesamte Abmessung des Substrats 26 vorhanden sein, oder über einen Abschnitt des Substrats 26, einschließlich der Entfaltungstür 32, damit sich das Armaturenbrett 12 weich anfühlt. Typischerweise ist das Erscheinungsbild der äußeren Schicht 38 ästhetisch ansprechend, und passt zum Design der Dekoration des Kraftfahrzeug-Innenraums.
Das Armaturenbrett 12 wird als Schichtanordnung aus unterschiedlichen Polymermaterialien durch einen Vorgang mit mehreren Schüssen ausgeformt, wie dies nachstehend genauer erläutert wird. Das Substrat 26 kann aus einem konstruktiv starren thermoplastischen oder thermisch aushärtenden Polymermaterial hergestellt werden, etwas aus einem thermoplastischen Polyolefin (beispielsweise Polypropylen). Die innere und die äußere Schicht 36 bzw. 38 und das zelluläre Material des Kerns 40 können aus einem thermoplastischen Polymer hergestellt werden, beispielsweise einer Verbindung eines thermoplastischen Elastomers (TPE), oder aus einem Polyolefin wie beispielsweise Polypropylen. Auf diese Weise weist das Armaturenbrett 12 eine ausreichende konstruktive Unterstützung auf, aber auch ein dekoratives, sich weich anfühlendes Erscheinungsbild auf der freiliegenden Oberfläche des Armaturenbretts 12.
Vorzugsweise wird die Entfaltungstür 32 einstückig mit dem Substrat 26 ausgeformt und so angeordnet, dass sich das Airbag-Kissen 16 unmittelbar hinter der Entfaltungstür 32 im aufbewahrten Zustand befindet, wie in 2A gezeigt. Die Entfaltungstür 32 kann durch zumindest eine Einkerbungslinie festgelegt werden, und vorzugsweise durch mehrere Einkerbungslinien, in dem Substrat 26. Zu diesem Zweck können mehrere Einkerbungslinien 42, 44 und 46 in der rückwärtigen Oberfläche 30 des Substrats 26 vorgesehen werden. Die Einkerbungslinie 42 kann als Kreislinie oder Saum dienen, die bzw. der sich trennt, wenn das Airbag-System 14 betätigt wird, und sich das Airbag-Kissen 16 aufweitet, wie in 2B gezeigt. Zu diesem Zweck ist die Einkerbungslinie 42 so ausgebildet, dass dann, wenn sich das Airbag-Kissen 16 aufweitet, ein Riss sich nicht nur durch das Substrat 26 ausbildet, sondern auch durch den Überzug 34, wodurch eine Öffnung in dem Armaturenbrett 12 zur Verfügung gestellt wird, durch welche sich das Airbag-Kissen 16 aufweitet.
Die Einkerbungslinien 44 können andererseits auch als Biege- oder Scharnierlinien dienen, um welche sich die Entfaltungstür 32 verschwenken kann. Die Einkerbungslinien 44 sind so ausgebildet, dass dann, wenn sich das Airbag-Kissen 16 aufweitet, die Einkerbungslinien 44 zumindest einen Abschnitt aufweisen, der nicht vollständig durch den Überzug 34 zerreißt. Auf diese Art und Weise dient der Überzug 34 als ein Filmscharnier und ermöglicht eine Schwenköffnung der Entfaltungstür 32, wie in 2B gezeigt. Zusätzliche Einkerbungslinien 46, die als Risslinien dienen, sind darüber hinaus entlang den Seiten der Entfaltungstür 32 vorgesehen, so dass die Einkerbungslinien 42, 46 so zusammenwirken, dass ein H-förmiges Riss-Saummuster festgelegt wird, wie dies in 3 gezeigt ist. Das H-förmige Muster bildet zwei Entfaltungs türfelder 48 und 50 aus, die sich entlang dem Riss-Saum 42 treffen, und verschwenkt sich entlang entgegen gesetzter Scharnierlinien 44. Die Einkerbungslinien 42, 46 können auch so ausgebildet sein, dass sie ein U-förmiges Riss-Saummuster (nicht gezeigt) festlegen, um eine einzelne Feldentfaltungstür festzulegen, die sich entlang einer Scharnierlinie verschwenkt. Fachleute auf diesem Gebiet werden merken, dass die Einkerbungslinien in vielen verschiedenen Mustern vorgesehen sein können, um die Entfaltungstür 32 auszubilden.
Die Einkerbungslinien 42, 44, 46, welche die Entfaltungstür 32 festlegen, repräsentieren im Wesentlichen geschwächte Abschnitte des Armaturenbretts 12, so dass dann, wenn das Airbag-Kissen 16 eine ausreichende Kraft auf die rückwärtige Oberfläche 30 des Substrats 26 ausübt, die Entfaltungstür 32 reißt oder sich auf andere Art und Weise von dem Substrat 26 und dem Überzug 34 entlang den Einkerbungslinien 42, 46 trennt, so dass sich das Airbag-Kissen 16 dort hindurch entfalten kann. Das Ausmaß der Kraft, die dazu benötigt wird, um die Entfaltungstür 32 entlang den Einkerbungslinien 42, 46 zu öffnen, kann variieren, abhängig von der Tiefe der Einkerbungslinien und der Art der Einkerbungslinie in dem Armaturenbrett 12. Fachleute auf diesem Gebiet werden erkennen, dass die Tiefe der Einkerbungslinie selektiv festgelegt oder ausgelegt werden kann, so dass sich die Entfaltungstür 32 öffnet, wenn auf diese das Airbag-Kissen 16 eine vorbestimmte Kraft ausübt. Zu diesem Zweck können, wie auch in den 4A bis 4D gezeigt, die Einkerbungslinien 42, 44, oder zumindest Abschnitte von diesen, sich teilweise durch das Substrat 26 erstrecken, vollständig durch das Substrat 26 erstrecken, oder durch das Substrat 26 und einen Teil des Überzugs 34. Allgemein gesprochen, ist mit wachsender Tiefe der Einkerbungslinie die Kraft entsprechend geringer, die dazu benötigt wird, um das Substrat 26 und den Überzug 34 zum Reißen zu bringen, um eine Öffnung auszubilden, durch welche das Airbag-Kissen 16 entfaltet werden kann.
Die Art der Einkerbungslinie beeinflusst ebenfalls das Ausmaß der Kraft, die zum Öffnen der Entfaltungstür benötigt wird. So können beispielsweise die Einkerbungslinien durchgehend in dem Substrat 26 vorgesehen sein, und möglicherweise in dem Überzug 34, so dass keine Abschnitte ohne Kerben entlang der Einkerbungslinie vorhanden sind, wie dies beispielsweise in Bezug auf die Einkerbungslinien 42 und 46 in 3 dargestellt ist. Alternativ können die Einkerbungslinien intermittierend in dem Substrat 26 und möglicherweise im Überzug 34 vorhanden sein, so dass eingekerbte Abschnitte und nicht eingekerbte Abschnitte nebeneinander vorgesehen sind, wie dies beispielsweise für Einkerbungslinien 44 in 3 dargestellt ist. Allgemein benötigen durchgehend ausgebildete Einkerbungslinien eine geringere Kraft zum Reißen durch das Substrat 26 und den Überzug 34 zum Öffnen der Entfaltungstür 32. Wie Fachleute auf diesem Gebiet erkennen werden, kann die Länge der eingekerbten und nicht eingekerbten Abschnitte zum intermittierenden Ausbilden von Einkerbungslinien so gewählt werden, dass die Kraft beeinflusst wird, bei welcher sich die Entfaltungstür 32 öffnet.
Einkerbungslinien 44, welche die Scharnierlinien bilden, weisen vorzugsweise eine Tiefe auf, die sich nur teilweise durch das Substrat 26 erstreckt, wie dies in 4A gezeigt ist. Auf diese Weise biegen sich, wenn das Airbag-System 14 betätigt wird, das Substrat 26 und der Überzug 34 um Einkerbungslinien 44, entfernen sich jedoch nicht von dem Armaturenbrett 12, wodurch die Entfaltungstür 32 mit dem Armaturenbrett 12 verbunden bleibt. Die Einkerbungslinien 44 können auch so ausgebildet werden, dass die Entfaltungstür 32 von dem Substrat 26 abreißt oder sich auf andere Art und Weise hiervon trennt, während des Entfaltens des Airbag-Kissens 16 ( 2B). Zu diesem Zweck können sich die Einkerbungslinien 44, oder zumindest Abschnitte von diesen, vollständig durch das Substrat 26 erstrecken, oder durch das Substrat 26 und einen Teil des Überzugs 34, wie in den 4B bis 4D gezeigt. Die Tiefe der Einkerbungslinien 44 durch den Überzug 34 ist allerdings durch das Erfordernis eingeschränkt, dass während des Entfaltens des Airbag-Kissens 16 der Überzug 34 nicht vollständig abreißt, sondern zumindest einen Abschnitt aufweist, der intakt entlang der Einkerbungslinien 44 verbleibt. Hierdurch wird verhindert, dass die Entfaltungstür 32 sich vollständig von dem Armaturenbrett 12 trennt, und in den Insassen-Innenraum ausgestoßen wird. In Bezug auf Risslinien 42, 44 können Einkerbungslinien 44 in dem Armaturenbrett 12 als durchgehende Einkerbungslinien oder als intermittierende Einkerbungslinien vorgesehen sein, wie dies in 3 gezeigt ist. Für jede Art einer Einkerbungslinie muss zumindest ein Abschnitt des Überzugs 34 vorhanden sein, der mit der Entfaltungstür 32 verbunden bleibt.
Das wie voranstehend geschildert ausgebildete Armaturenbrett 12 weist eine Anzahl an Vorteilen auf. Ein Vorteil besteht darin, dass dann, wenn sich das Airbag-Kissen 16 in einem aufbewahrten Zustand befindet, die Entfaltungstür 32 ein vereinigtes Teil des Armaturenbretts 12 darstellt, und daher in dem Armaturenbrett 12 nicht bemerkt werden kann. Auf diese Weise stellt die Erfindung eine nahtlose Innenausstattungs-Baugruppe zur Verfügung, welche einen Airbag entfalten kann. Die ästhetischen Gesichtspunkte der Innenausstattungs-Baugruppe werden daher nicht dadurch beeinträchtigt, dass das Airbag-System 14 daran vorgesehen ist, und das Airbag-Kissen 16 aufweist, das durch die Innenausstattungs-Baugruppe entfaltet wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Überzug 34 als Scharniermechanismus dient, der dazu dient, nicht nur der Entfaltungstür 32 zu ermöglichen, dass sie sich zum Öffnen verschwenkt, sondern auch die Entfaltungstür an dem Armaturenbrett 12 befestigt hält, und daher verhindert, dass die Tür in den Insassen-Innenraum ausgestoßen wird, wenn das Airbag-System 14 entfaltet wird. Daher wird ein getrennter Scharniermechanismus nicht benötigt, wodurch die Anzahl an Teilen und die Gesamtkosten verringert werden. Da der Scharniermechanismus, also zumindest der Überzug 34, auf der vorderen Oberfläche der Entfaltungstür 32 angeordnet ist, im Gegensatz zu der traditionelleren Anordnung an der Rückseite der Tür, werden Probleme ausgeschaltet, die in Bezug auf ein Festhalten des Scharniers und eine mögliche Fehlfunktion des Airbag-Systems 14 auftreten können.
Weiterhin sorgt die Mehrschichtkonstruktion des Überzugs 34 für eine ausreichende Festigkeit, damit die Entfaltungstür 32 festgehalten wird, wenn das Airbag-System 14 betätigt wird. Die Mehrschichtkonstruktion verhindert darüber hinaus auch Risse, die in dem Überzug 34 entlang Einkerbungslinien 44 während des Entfaltens des Airbag-Kissens 16 auftreten können, und sich sonst vollständig durch den Überzug 34 ausbreiten könnten. Zu diesem Zweck kann, wenn ein Riss in einer Schicht hervorgerufen wird, beispielsweise der inneren Schicht 36, sich dieser Riss vollständig durch die innere Schicht 36 ausbreiten. Zum Durchreißen durch den Kern 40 des Überzugs 34 müsste jedoch der Riss erneut in dem Kern 40 hervorgerufen werden. Wenn der Kern 40 vollständig zerrissen ist, muss der Riss dann erneut in der äußeren Schicht 38 hervorgerufen werden. Um auf diese Art und Weise ein vollständiges Reißen durch den Überzug 34 hervorzurufen, müssten mehre re Risse in dem Überzug 34 hervorgerufen werden. Die Mehrschichtkonstruktion verringert daher die Wahrscheinlichkeit dafür, dass sich die Entfaltungstür 32 von dem Armaturenbrett 12 trennt, wenn das Airbag-Kissen 16 entfaltet wird.
Unter Bezugnahme auf die 5A bis 5D wird nunmehr ein Verfahren zur Herstellung des Armaturenbretts 12 gemäß der vorliegenden Erfindung durch einen-Vorgang mit mehreren Schüssen in einer Einspritzmaschine beschrieben, die mit zwei unabhängigen Einspritzsystemen zum Einspritzen unterschiedlicher Arten geschmolzener Polymere versehen ist. Eine einzelne Formbaugruppe 60 weist voneinander beabstandete erste und zweite Teile 62 und 64 auf, sowie einen Formkern 66, der sich zwischen den Teilen 62, 64 befindet. Der Formkern 66 weist entgegengesetzte erste und zweite Hohlräume 68, 70 auf, die jeweils dazu ausgebildet sind, einem entsprechenden ersten und zweiten Hohlraum 72, 74 gegenüberzuliegen und an diesen angepasst zu sein, die in den Teilen 62, 64 vorgesehen sind. Der Formkern 66 ist dazu ausgebildet, sich zu verschwenken, so dass der erste und zweite Hohlraum 68, 70 aufeinander folgend dem ersten bzw. zweiten Hohlraum 72, 74 gegenüberliegen, um ein Spritzgießen zuerst des Substrats 26 und dann, darauf folgend, des Überzugs 34 durchzuführen. Während der erste und der zweite Schuss des Einspritz-Formgebungsvorgangs nachstehend in Bezug auf den ersten Hohlraum 68 beschrieben werden, wird darauf hingewiesen, dass der erste und der zweite Schuss des Formgebungsvorgangs mit zwei Schüssen auf dieselbe Art und Weise in Bezug auf den zweiten Hohlraum 70 auftreten.
Wie in den 5A bis 5B gezeigt, wird der erste Hohlraum 68 des Formkerns 66 zur Ausrichtung zum Hohlraum 72 bewegt, und mit dem ersten Teil 62 zusammengepasst, um eine geschlossene Formkammer 76 für einen ersten Schuss auszubilden, die durch das vereinigte Volumen der Hohlräume 68 und 72 festgelegt wird. Der Formkern 66 weist gleitbewegliche Schieber 78 auf, wie dies im Stand der Technik bekannt ist, zur Ausbildung der Risslinien 42, 46 und der Scharnierlinien 44 in dem Substrat 26. Insbesondere weisen die beweglichen Schieber 78 einen vorspringenden Abschnitt 80 auf, der sich in die Formkammer 76 für den ersten Schuss erstreckt, und sind so einstellbar, dass die Entfernung gesteuert werden kann, über welche sich der vorspringende Abschnitt 80 in die erste Formkammer 76 erstreckt. Diese Länge legt die Tiefe der Einkerbungslinien 42, 44, 46 im Substrat 26 fest. In einem ersten Schuss des Formgebungsvorgangs wird ein geschmolzenes Polymer, das zur Ausbildung des Substrats 26 geeignet ist, durch einen Kanal 82 in die Formkammer 76 eingespritzt.
Wie in den 5B bis 5D gezeigt, wird das erste Teil 62 weg von dem Formkern 66 bewegt, und wird der Kern 66 gedreht, so dass der erste Hohlraum 68, der das Substrat 26 trägt, dem zweiten Hohlraum 74 gegenüberliegt und an diesen angepasst ist, um eine geschlossene Formkammer 84 für einen zweiten Schuss um das Substrat 26 herum festzulegen. Die beweglichen Schieber 78 können so eingestellt werden, dass sich vorspringende Abschnitte 80 über das Substrat 26 hinaus und in die zweite Formkammer 84 erstrecken. Die beweglichen Schieber 78 können so eingestellt werden, dass sie die Entfernung steuern, um welche sich der vorspringende Abschnitt 80 in die zweite Formkammer 84 erstreckt. Diese Länge legt die Tiefe der Einkerbungslinien 42, 44, 46 in dem Überzug 34 fest. In einem zweiten Schuss des Formgebungsvorgangs mit zwei Schüssen wird ein geschmolzenes Polymermaterial, welchem ein zusätzliches Treibmittel zugemischt ist, durch einen Kanal 86 in die Formkammer 84 eingespritzt, um den Überzug 34 auszubilden.
Das eingespritzte, geschmolzene Polymer wird dadurch aktiviert oder aufgeschäumt, wie dies auf diesem Gebiet bekannt ist, durch Zuführen eines physikalischen oder chemischen Treibmittels in das geschmolzene Polymer, normalerweise vor dem Einspritzen in die Formkammer 84. Allgemein gesprochen, arbeitet das Treibmittel so, dass es das Polymer des Kerns 40 auf weitet, um eine zelluläre Anordnung zu erzeugen, die eine signifikant niedrigere Dichte aufweist als das Polymer selbst. Das Treibmittel kann jedes chemische Mittel sein, welches Gas freigibt, wenn es über eine charakteristische Zersetzungstemperatur erwärmt wird (beispielsweise Natriumbicarbonat, welches CO₂ freigibt, wenn es über seine Zersetzungstemperatur erwärmt wird, jedes physikalische Mittel, wie beispielsweise jedes Gas (etwa gasförmiger Stickstoff), oder jedes andere bekannte Treibmittel. Wenn sich das Polymer abkühlt und aushärtet, legen gasgefüllte Blasen, die infolge des Treibmittels entstehen, die zelluläre Struktur durch den gesamten Kern 40 mit vorgegebener Dichte fest. Abhängig von den Ausformbedingungen kann die Zellenstruktur des ausgehärteten Kerns 40 entweder geschlossen oder offen sein. Das Polymermaterial des Überzugs 34 kann ein thermoplastisches Polymer sein, beispielsweise ein thermoplastisches Elastomer oder ein Polyolefin-ähnliches Polypropylen.
Wenn die Form abgekühlt ist, bilden Abschnitte des geschmolzenen Polymers, die in Berührung mit dem zweiten Teil 64 und dem Substrat 26 stehen, gehalten durch den ersten Hohlraum 68, die innere Schicht 36 auf der Oberfläche des Substrats 26 und die äußere Schicht 38 auf der freiliegenden Oberfläche des fertig gestellten Armaturenbretts 12 aus. Die innere und die äußere Schicht 36 bzw. 38 sind im Wesentlichen frei von den Zellen, die in dem Kern 40 auftreten, und weisen daher eine höhere Dichte auf als der Kern 40. Die Dicke der Schichten 36, 38 hängt von der Abkühlrate der Oberflächen des geschmolzenen Polymers ab, die sich in Berührung mit dem Formhohlraum 74 für den zweiten Schuss und dem Substrat 26 befinden. Wenn das geschmolzene Polymer schneller abgekühlt wird, kann sich die Dicke der Schichten 36, 38 erhöhen.
Nachdem sich das Armaturenbrett 12 abgekühlt hat, wird das zweite Teil 64 weg von dem Kern 66 bewegt, und wird das Armaturenbrett 12 ausgestoßen, beispielsweise durch Ausstoßstifte (nicht gezeigt), nämlich aus dem ersten Hohlraum 68. Die innere Schicht 36 ist mit dem Substrat 26 verbunden oder einstückig mit diesem ausgeformt, und die innere und die äußere Schicht 36 bzw. 38 und der Kern 40 sind miteinander verbunden, oder einstückig oder vereinigt ausgeformt, so dass das Substrat 26 und der Überzug 34 eine einstückige oder vereinigte Konstruktion ausbilden. Weiterhin weist der Kern 40 des Überzugs 34 den zellulären Aufbau auf. Der Ausformvorgang mit zwei Schüssen wird wiederholt, um zusätzliche Armaturenbretter 12 auszubilden.
Obwohl dies nicht dargestellt ist, wird darauf hingewiesen, dass der zweite Hohlraum 70 darüber hinaus so ausgebildet ist, dass er dem ersten Teil 62 gegenüberliegt und an dieses angepasst ist, während des Zusammenpassens des ersten Hohlraums 68 mit dem zweiten Teil 64, um ein zweites Substrat (nicht dargestellt) auszubilden, das gleich dem ersten Substrat 26 ist, durch Einspritzen eines geschmolzenen Polymers in die Formkammer für den ersten Schuss, die durch Hohlräume 70, 72 bei dem ersten Schuss des Formvorgangs festgelegt wird. Nach dem Einspritzen wird der Formkern 66 so gedreht, dass der zweite Hohlraum 70 mit dem zweiten Hohlraum 74 in dem zweiten Teil 64 ausgerichtet wird, und so angepasst ist, dass eine Kammer für einen zweiten Schuss für den zweiten Schuss des Formgebungsvorgangs festgelegt wird, während der erste Hohlraum 68 zu einer Anordnung gegenüberliegend dem Hohlraum 72 in dem ersten Teil 62 zurückkehrt, um den ersten Schuss des Formgebungsvorgangs zu wiederholen. Auf diese Art und Weise können mehrere Armaturenbretter 12 aufeinander folgend kontinuierlich und effizient hergestellt werden.
Das Armaturenbrett 12 oder zumindest der Überzug 34 kann auch durch andere Ausformvorgänge für mehrere Bestandteile hergestellt werden, die Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt sind. So kann beispielsweise der Überzug 34 durch einen Vorgang mit Ausformen durch gleichzeitiges Einspritzen hergestellt werden, bei welchem zwei oder mehr geschmolzene Polymere aufeinander folgend oder gleichzeitig in dieselbe Form eingespritzt werden, um innere und äußere Schichten 36 bzw. 38 auszubilden, die einen zellulären Kern 40 umgeben.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung können, anstatt die Einkerbungslinien 42, 44, 46 in dem Armaturenbrett 12 während des Formvorgangs auszubilden, die Einkerbungslinien 42, 44, 46, welche die Entfaltungstür 32 festlegen, in dem Armaturenbrett 12 in einem zusätzlichen Bearbeitungsschritt ausgebildet werden. Insbesondere kann das Armaturenbrett 12 im Wesentlichen wie voranstehend geschildert hergestellt werden, mit Ausnahme der Tatsache, dass keine beweglichen Schieber 78 mit vorspringenden Abschnitten 80 vorhanden sind, die sich in die erste und zweite Formkammer 76 bzw. 78 erstrecken. Bei dieser Ausführungsform wird, wenn das Armaturenbrett 12 von der Formbaugruppe 60 ausgestoßen wird, das Armaturenbrett 12 zu einer Bearbeitungsstation bewegt, an welcher die Einkerbungslinien 42, 44, 46 in dem Armaturenbrett 12 durch einen Laser-Einkerbvorgang erzeugt werden, wie dies in 6 gezeigt ist. Wie auf diesem Gebiet wohlbekannt, wird bei dem Einkerben mittels Laser ein Lichtstrahl mit hoher Energie, der Material von einem Werkstück verdampft oder auf andere Art und Weise entfernt, beispielsweise einem Kunststoffsubstrat, fokussiert. Unter Verwendung eines Laser-Einkerbvorgangs können die Einkerbungslinien 42, 44, die beispielsweise das H-förmige Muster aufweisen, durch Fokussieren eines Laserstrahls auf die rückseitige Oberfläche 30 des Substrats 26 und durch Bewegung des Lasers entlang dem gewünschten H-förmigen Muster erzeugt werden. Die Tiefe der Einkerbungslinien 42, 44, 46 kann beispielsweise dadurch gesteuert werden, dass die Zeit gesteuert wird, während derer der Laser auf einem bestimmten Ort auf dem Armaturenbrett 12 festgehalten wird. Durch Änderung dieser Zeit kann die gewünschte Tiefe der Einkerbungslinien 42, 44, 46 erzielt werden, so dass sich die Entfaltungstür 32 öffnet, wenn auf sie eine vorbestimmte Kraft einwirkt. Der Laser-Einkerbungsvorgang kann auch dazu verwendet werden, durchgehende oder intermittierende Einkerbungslinien zu erzeugen. Fachleute auf diesem Gebiet werden erkennen, dass andere Arten und Weisen des Einsatzes des Einkerbens mit Hilfe eines Lasers dazu verwendet werden können, die gewünschte Tiefe oder die gewünschte Art der Einkerbungslinien zu erzielen.
Zwar wurde die vorliegende Erfindung durch Beschreibung ihrer verschiedenen Ausführungsformen erläutert, und wurden die Ausführungsformen mit beträchtlichen Einzelheiten beschrieben, jedoch ist es nicht angestrebt, den Umfang der beigefügten Patentansprüche auf derartige Einzelheiten einzuschränken oder auf eine gewisse Weise zu beschränken. Zusätzliche Vorteile und Abänderungen werden Fachleuten auf diesem Gebiet leicht einfallen. Die Erfindung in ihren weiteren Aspekten ist daher nicht auf die speziellen Einzelheiten, beispielhaf ten Einrichtungen, Verfahren und erläuternde Beispiele beschränkt, die geschildert und beschrieben wurden. Daher kann eine Abkehr von derartigen Einzelheiten erfolgen, ohne vom Umfang oder Wesen des allgemeinen, erfindungsgemäßen Konzepts der Anmelderin abzuweichen.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeug-Innenausstattungs-Baugruppe, die eine vereinigte Entfaltungstür aufweist, die dazu ausgebildet ist, sich zu öffnen, wenn ein Airbag entfaltet wird, wobei vorgesehen sind: das Einspritzformen eines ersten, aushärtbaren Polymers zur Ausbildung eines Substrats, das eine Entfaltungstür aufweist, in einem ersten Schuss eines Formgebungsvorgangs; und das Einspritzformen eines zweiten, aushärtbaren Polymers, um einen Überzug auf zumindest einem Abschnitt sowohl des Substrats als auch der Entfaltungstür in einem zweiten Schuss des Formgebungsvorgangs durchzuführen, wobei der Überzug eine innere und eine äußere Schicht aus dem zweiten Polymer aufweist, das eine im Wesentlichen nicht-zelluläre Struktur aufweist, und einen Kern aus dem zweiten Polymer, das eine zelluläre Struktur zwischen der inneren und der äußeren Schicht aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zumindest eine Einkerbungslinie in dem Substrat zur Festlegung der Entfaltungstür in diesem.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbildung der Einkerbungslinie in dem Substrat weiterhin umfasst: Ausformen der Einkerbungslinie in dem Substrat während des Formgebungsvorgangs.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausbilden der Einkerbungslinie in dem Substrat weiterhin umfasst: Ausbildung der Einkerbungstiefe als eine durchgehende Einkerbungslinie.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbildung der Einkerbungslinie in dem Substrat weiterhin umfasst: Ausformen der Einkerbungslinie als eine intermittierende Einkerbungslinie.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbildung der Einkerbungslinie weiterhin umfasst: Einkerben mittels Laser der Einkerbungslinie in dem Substrat.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbildung der Einkerbungslinie in dem Substrat weiterhin umfasst: Einkerben mittels Laser der Einkerbungslinie als eine durchgehende Einkerbungslinie.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbildung der Einkerbungslinie in dem Substrat weiterhin umfasst: Einkerben mittels Laser der Einkerbungslinie als eine intermittierende Einkerbungslinie.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbildung der Einkerbungslinie in dem Substrat weiterhin umfasst: Ausbildung der Einkerbungslinie vollständig durch das Substrat.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbildung der Einkerbungslinie in dem Substrat weiterhin umfasst: Ausbildung der Einkerbungslinie teilweise durch den Überzug.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzformen des zweiten Polymers weiterhin umfasst: Mischen eines Treibmittels mit dem zweiten Polymer, und Zulassen, dass das Treibmittel die zelluläre Konstruktion des Kerns ausbildet.
Verfahren zum Entfalten eines Airbag-Kissens durch eine Kraftfahrzeug-Innenausstattungs-Baugruppe, die eine Entfaltungstür und einen Überzug aufweist, wobei vorgesehen sind: Betätigen eines Airbag-Systems zum Aufweiten des Airbag-Kissens; Öffnen der Entfaltungstür in der Innenausstattungs-Baugruppe; und Verwendung des Überzugs, um zu verhindern, dass sich die Entfaltungstür von der Innenausstattungs-Baugruppe löst.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnen der Entfaltungstür weiterhin umfasst: Erzeugen eines Risses durch die Innenausstattungs-Baugruppe entlang einer ersten Einkerbungslinie; und Verschwenken der Entfaltungstür um eine zweite Einkerbungslinie in der Kraftfahrzeug-Innenausstattungs-Baugruppe.