DE10008645A1 - Verfahren zur Herstellung einer Airbagabdeckung und gemäß diesem Verfahren erhältliche Airbagabdeckung - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Airbagabdeckung (22) unter Verwendung eines Formwerkzeugs (10) mit wenigstens zwei Werkzeughälften (12, 14), welches die folgenden Schritte umfaßt: DOLLAR A Einbringen einer Schaumfolie (16) in eine erste Werkzeughälfte (12); DOLLAR A Einbringen eines Kunststoffs (18) in eine zweite Werkzeughälfte (14) bei einer Temperatur, die eine Verformung des Kunststoffs (18) unter Druck ermöglicht; DOLLAR A Schließen des Werkzeugs (10) zur Verteilung des Kunststoffs (18) in dem Formwerkzeug (10) und Hinterpressen der Schaumfolie (16) mit dem Kunststoff (18) unter Druck zur Ausbildung eines festen Verbunds zwischen der Schaumfolie (16) und dem Kunststoff (18).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Airbagabdeckung und eine gemäß diesem Verfahren erhältliche Airbagabdeckung, insbesondere zur Verwendung in Sicherheitseinrichtungen für Kraftfahrzeuge.

Airbagabdeckungen kann man bezüglich ihres Einbaus in das Fahrzeuginnere in zwei Gruppen einteilen: Zum einen gibt es Airbagabdeckungen, die in eine hierfür vorgesehene Aussparung im Lenkrad, in der Instrumententafel oder der Türinnenverkleidung eingesetzt und dort fixiert werden. Diese Abdeckungen sind aus Gründen der optischen und haptischen Anpassung vielfach aus dem gleichen Material wie die jeweilige Einbauumgebung angefertigt, so daß dem zunehmenden Wunsch des Verbrauchers nach einer ansprechenden Gestaltung des Fahrzeuginnenraumes und einem angenehmen Berührungsempfinden Rechnung getragen werden kann.

Solche Airbagabdeckungen haben meist einen Einleger aus Blech oder Gewebe und werden durch Fangbänder gehalten, damit im Falles eines Auslösens des Airbagmoduls die Abdeckung nicht in den Fahrzeuginnenraum geschleudert wird. Die Airbagabdeckungen müssen mit großer Genauigkeit in die jeweilige Aussparung eingesetzt werden, weil sich andernfalls ein unregel­ mäßiger Spalt zwischen Abdeckung und Einbauumgebung bildet, was jedoch aus Styling­ gründen nicht toleriert werden kann. Außerdem bedingt die Fixierung der jeweiligen Abdeckung den Einsatz von zusätzlichen Befestigungselementen wie Klipsen oder Scharnieren. Dadurch werden aber sowohl die Herstellungs- und Werkzeugkosten als auch der damit verbundene Aufwand für Logistik, Montage und Prüfung erhöht.

In jüngerer Zeit ist man daher dazu übergegangen, das Fahrzeuginnere mit sogenannten "unsichtbaren" Airbagabdeckungen ("seamless doors") auszustatten. Darunter versteht man Airbagabdeckungen, die zum Beispiel in der Instrumententafel technisch eingebracht und hinter einer die gesamte Instrumententafel überziehenden Deckschicht angeordnet sind. Zur Herstellung dieser Abdeckungen wird die Austrittsöffnung für den Airbag durch eine Schwächung des Grundmaterials der Instrumententafel definiert, die meist aus thermo­ plastischen Werkstoffen wie PP, PC oder ABS, oder auch aus gepreßten Materialien bestehen kann. Diese Schwächung kann sowohl auf mechanischem Wege als auch auf chemische oder thermische Weise erfolgen, beispielsweise mittels eines Lasers. Zusätzlich kann es notwendig sein, auch in die Deckschicht, die eine Folie oder eine Schaumfolie sein kann, eine Schwächung einzubringen. Auch hier sind meist Einleger aus Blech oder Gewebe notwendig, um die Scharnierfunktion der Abdeckung zu gewährleisten und die Abdeckung beim explosionsartigen Öffnungsvorgang zu halten. Gleichzeitig müssen solche Abdeckungen so gestaltet sein, daß sie im Falle der Auslösung eines Airbags an vordefinierten Stellen und/oder Linien mit reproduzierbarem Verhalten aufreißen. Dieses gleichmäßige Aufreißverhalten muß ferner über einen Temperaturbereich von ca. -35°C bis ca. +85°C gewährleistet sein.

Es ergab sich also die Schwierigkeit, klare Aufreißkonturen zu schaffen, ohne jedoch das Aussehen der Abdeckung zu beeinträchtigen. Hierfür sind unter anderem Airbagabdeckungen entwickelt worden, die aus mindestens zwei Schichten bestehen. Die innere, sogenannte Kernschicht hat eine tragende Funktion und weist im allgemeinen eine größere Härte als die äußere, sogenannte Deckschicht auf. Für beide Schichten kann der gleiche Werkstoff zum Einsatz kommen, wenn sich beispielsweise durch die Materialpaarung Polypropylen/­ geschäumtes Polypropylen die gewünschten Härteunterschiede erzielen lassen.

Eine solche Airbagabdeckung ist aus der DE 196 51 532 A1 bekannt. Diese Druckschrift offenbart eine Airbagabdeckung mit einem Kern und einem dekorativen Laminat. Als Material für den Kern wird ein thermoplastisches Elastomer vorgeschlagen, das mit Polypropylen verschmolzen werden kann. Das an der Vorderseite des Kerns angeordnete dekorative Laminat weist eine Schaumschicht auf, die aus geschäumtem Polypropylen gebildet ist. Zur Herstellung dieser Airbagabdeckung wird zuerst das dekorative Laminat in eine vorbestimmte Gestalt gebracht und dann zusammen mit einer Basis in eine Spritzgußform eingelegt. Danach wird der Kern durch Spritzgießen am Laminat ausgebildet. Dieses Verfahren bezeichnet man als Hinterspritzen; als nachteilig kann hierbei angesehen werden, daß die hohen Drücke und Temperaturen im Spritzgußwerkzeug während des Spritzvorgangs die Schaumschicht beschädigen bzw. deren Aussehen beeinträchtigen könnten.

Die Druckschrift EP 0 586 222 A2 offenbart ebenfalls eine Airbagabdeckung mit einer Kern­ schicht und einer darüber angeordneten Deckschicht aus Leder. Zur Herstellung dieser Abdeckung wird die Deckschicht aus Leder in eine Spritzgußform eingebracht und dann die Kernschicht aus einem thermoplastischen Elastomer, wie zum Beispiel PP, PS oder ABS, unter hohem Druck in die Form eingespritzt. Die verwendeten Drücke bewegen sich im Bereich von 27580 kPa bis 310275 kPa. Solche hohen Drücke können die Schaumschicht beschädigen und somit auch die sichtbare Oberfläche, insbesondere den Glanz, die Narbung und die Haptik ändern.

Die Erfindung stellt daher ein Verfahren zur Herstellung einer Airbagabdeckung bereit, mit dem die oben beschriebenen Nachteile vermieden werden können. Die Herstellung der Airbagabdeckung erfolgt erfindungsgemäß in einem Formwerkzeug mit wenigstens zwei Werkzeughälften. Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt die folgenden Schritte:
Einbringen einer Schaumfolie in eine erste Werkzeughälfte;
Einbringen eines Kunststoffs in eine zweite Werkzeughälfte bei einer Temperatur, die eine Verformung des Kunststoffs unter Druck ermöglicht;
Schließen des Werkzeugs zur Verteilung des Kunststoffs in dem Formwerkzeug und Hinterpressen der Schaumfolie mit dem Kunststoff unter Druck zur Ausbildung eines festen Verbunds zwischen der Schaumfolie und dem Kunststoff.

Vorzugsweise sind Schaumfolie und Kunststoff aus dem gleichen Material gebildet. Ein besonders bevorzugtes Material hierfür ist ein thermoplastisches Elastomer, beispielsweise auf der Basis von Polypropylen oder Polyester.

Während des Hinterpressens wird vorzugsweise eine Reißlinie in die Airbagabdeckung eingebracht.

Durch das Hinterpressen einer Schaumfolie mit einem Kunststoff anstelle des herkömmlichen Hinterspritzens wird ein verbessertes Erscheinungsbild in Bezug auf Optik und Haptik zu benachbarten Bauteilen, beispielsweise Instrumententafel, Lenkradabdeckung oder Türinnen­ verkleidung, erreicht. Im Vergleich zu lackierten oder unlackierten spritzgegossenen Airbagabdeckungen hat die Oberfläche ein höherwertiges Erscheinungsbild. Es wird auch eine gute Recyclingfähigkeit des Kunststoffs erreicht, da Grundträger sowie die aufgebrachte Schaumfolie anteilig aus dem gleichen Material (z. B. PP) bestehen können.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein geöffnetes Werkzeug, wobei auf eine untere Werkzeughälfte Kunststoff aufgebracht wird,

Fig. 2 den Vorgang des Zusammenfahrens der beiden Werkzeughälften,

Fig. 3 den Vorgang des Hinterpressens,

Fig. 4 die Vorderansicht einer Abdeckung, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde, und

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 4.

Fig. 1 zeigt ein Werkzeug 10, bestehend aus einer oberen, beweglich angeordneten Werkzeug­ hälfte 12 und einer unteren, stationär angeordneten Werkzeughälfte 14. Mit 16 ist eine in die gewünschte Form zugeschnittene Schaumfolie bezeichnet. Solche Schaumfolien werden in großtechnischem Maße erzeugt und sind in vielfältigen Farben, Oberflächenstrukturen und Größen erhältlich. Die Schaumfolie 16 wird beispielsweise von einer Rolle geschnitten oder ausgestanzt und der so erhaltene Zuschnitt an der oberen Werkzeughälfte 12 fixiert. Das Fixieren kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, zum Beispiel durch Klebebänder, durch Anlegen eines Vakuums, oder mittels spezieller Haltevorrichtungen. Bevorzugt werden Schaumfolien aus thermoplastischen Olefinen (TPO-Schaumfolien) verwendet.

Fig. 1 zeigt außerdem eine Zufuhrvorrichtung für den Kunststoff 18, die hier als ein verfahrbarer Düsenkopf 20 ausgebildet ist. Mit diesem Düsenkopf 20 wird eine vorbestimmte Menge an Kunststoff 18 in die untere Werkzeughälfte 14 eingebracht. Der Kunststoff, mit dem die Zufuhrvorrichtung beschickt wird, kann von einer (nicht dargestellten) Heizvorrichtung erwärmt werden und liegt somit vorzugsweise in schmelzflüssiger Form vor. Für die Zwecke der Erfindung ist es jedoch ausreichend, daß der Kunststoff unter den beim Vorgang des Hinterpressens zur Anwendung kommenden Drücken verformbar ist.

Nach dem Einbringen des Kunststoffs 18 wird das Werkzeug geschlossen, wie in Fig. 2 gezeigt ist. In Fig. 3 ist der eigentliche Vorgang des Hinterpressens dargestellt, bei dem die Schmelze bzw. der verformbare Kunststoff 18 in der durch die beiden Werkzeughälften 12 und 14 gebildeten Kavität verteilt wird. Die hierbei wirkenden mittleren Drücke im Werkzeug betragen unter 10000 kPa, vorzugsweise unter 5000 kPa. Durch diese vergleichsweise geringen Drücke wird die Schaumfolie 16 während des Preßvorganges mechanisch und thermisch wesentlich weniger belastet als bei den Verfahren nach dem Stand der Technik. Nachdem der Kunststoff 18 ausreichend abgekühlt ist, öffnet das Werkzeug und die Abdeckung kann entnommen werden (nicht dargestellt). Gegebenenfalls erfolgt anschließend eine Nachbearbeitung der Abdeckung.

In den Fig. 4 und 5 ist eine erfindungsgemäße Airbagabdeckung 22 dargestellt. Wie am besten in Fig. 5 zu erkennen ist, umfaßt die Abdeckung einen Grundträger 24. Dieser Grundträger 24 entsteht während des Hinterpressens aus dem Kunststoff 18, der im ersten Verfahrensschritt auf die untere Werkzeughälfte 14 aufgebracht wurde. Der Grundträger 24 kann im Werkzeug einschließlich einer Reißlinie 26 ausgeformt werden, wobei die Reißlinie 26 jeden beliebigen Querschnitt annehmen kann. Ebenso kann jede gewünschte Öffnungs­ geometrie, beispielsweise in Form einer H- oder U-förmigen Anordnung der Reißlinie erzeugt werden. Die Abdeckung 22 umfaßt ferner die mit dem Grundträger 24 durch das Hinterpressen in einen festen Verbund gebrachte Schaumfolie 16, die ihrerseits eine Folienoberfläche 28 und eine Schaumschicht 30 aufweist. Der Verbund zwischen der Schaumfolie 16 und dem Kunststoff 18 des Grundträgers 24 bleibt auch während der Airbagfunktion, d. h. der explosionsartigen Öffnung der Abdeckung, erhalten.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung einer Airbagabdeckung (22) unter Verwendung eines Form­ werkzeugs (10) mit wenigstens zwei Werkzeughälften (12, 14), welches die folgenden Schritte umfaßt:
Einbringen einer Schaumfolie (16) in eine erste Werkzeughälfte (12);
Einbringen eines Kunststoffs (18) in eine zweite Werkzeughälfte (14) bei einer Temperatur, die eine Verformung des Kunststoffs (18) unter Druck ermöglicht;
Schließen des Werkzeugs (10) zur Verteilung des Kunststoffs (18) in dem Formwerkzeug (10) und Hinterpressen der Schaumfolie (16) mit dem Kunststoff (18) unter Druck zur Ausbildung eines festen Verbunds zwischen der Schaumfolie (16) und dem Kunststoff (18).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumfolie (16) aus einem thermoplastischen Elastomer gebildet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Elastomer ein Polypropylen oder ein Elastomer auf Polyesterbasis ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff (18) ein thermoplastisches Elastomer ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff (18) ein Poly­ propylen oder ein Elastomer auf Polyesterbasis ist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumfolie (16) und der Kunststoff (18) aus dem gleichen Material gebildet sind.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hinterpressen bei einem Druck von unter 10000 kPa durchgeführt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff (18) erwärmt und in einer vorbestimmten Menge in die zweite Werkzeughälfte (14) eingelegt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff (18) geschmolzen und mittels eines Düsenkopfs (16) in der zweiten Werkzeughälfte (14) verteilt wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während des Hinterpressens eine Reißlinie (26) in die Airbagabdeckung (22) eingebracht wird.

11. Airbagabdeckung (22) aus einem mit einer Schaumfolie (16) in festen Verbund gebrachten Kunststoff (18), erhältlich durch ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.