DE60313161T2

DE60313161T2 - Mehrstufiges Spritzgießverfahren zur Herstellung von einem Fahrzeug-Innenverkleidungsteil

Info

Publication number: DE60313161T2
Application number: DE60313161T
Authority: DE
Inventors: Lisa Ann West Bloomfield KIDD; Dana Marie Jones; Daniel Vern Fenton BECKLEY; Daniel Edward Taylor WENGLINSKI; Manfred Highland FRITSCH; Tom Highland BAILEY; Larry North Berwick GAUDREAU
Original assignee: Intier Automotive Inc
Current assignee: Intier Automotive Inc
Priority date: 2002-06-07
Filing date: 2003-06-02
Publication date: 2007-12-20
Anticipated expiration: 2023-06-03
Also published as: WO2003103924A1; DE60313161D1; EP1511612A1; US7758787B2; US20060049030A1; AU2003245389A1; CA2488254A1; EP1511612B1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Komponente sowie ein Verfahren zur Herstellung der Komponente, und insbesondere eine Komponente, die mit zwei verschiedenen, als Einheit geformten Materialien mit unterschiedlichen Materialeigenschaften gebildet wird.
Hintergrund der Erfindung
Türinnenverkleidungen dienen beim Betrieb eines Kraftwagens vielen Funktionen. Erstens und zuvorderst liefert die Türfüllung eine L-förmige Stütze für einen Arm eines im Fahrzeug mitfahrenden Fahrgasts. Typischerweise umfasst der horizontale Teil der Türfüllung eine Armauflage, und der vertikale Teil umfasst ein Polster. Diese Teile können aus einer Reihe von verschiedenen Materialien gebildet werden, einschließlich Vinyl, Stoff, Kunststoff oder Leder. Gewisse Materialien, wie Leder, fühlen sich weicher an und sind für den Fahrgast bequemer. Jedoch sind diese Materialien teuerer. Rauere Materialien, wie Hartkunststoff, sind preiswerter und leichter in die Armauflage und das Polster der Türfüllungen einzubringen. Die aus Kunststoff hergestellten Türfüllungen können leicht durch traditionelle Spritzgusstechniken geformt werden.
Eine andere Funktion der Türinnenverkleidung besteht darin, Schalter bereitzustellen, um Merkmale, wie motorbetätigte Türschlösser, motorbetätigte Fenster und motorbetätigte Spiegel elektronisch zu steuern. Traditionelle Türfüllungen sehen eine Öffnung vor, um einen Schaltmechanismus aufzunehmen, der eine Mehrzahl von Schaltern zum Steuern der motorbetätigten Merkmale aufweist. Diese Technik schafft eine Reihe von Problemen bei der Qualitätskontrolle. Erstens erzeugen die nicht integrierten Schalter Probleme hinsichtlich Sitz- und Endbearbeitung, einschließlich Schwierigkeiten beim Beherrschen von Summtönen, Quietschtönen und Rasselgeräuschen, die durch die Schaltmechanismen erzeugt werden. Weil die Schalter nicht integriert sind und in der Öffnung der Türfüllung sitzen, bleibt zudem ein Zwischenraum, sobald der Schaltmechanismus eingebaut ist. Dieser Zwischenraum gestattet es, dass Verunreinigungen in den Schaltmechanismus eindringen, wodurch Ausfälle der motorbetätigten Merkmale des Fahrzeugs produziert werden, nachdem sie länger den Verunreinigungen ausgesetzt sind.
Schließlich liefern die Türinnenverkleidungen eines Fahrzeugs eine ästhetische Funktion für das Fahrzeug. Die Türe ist eines der ersten Merkmale, die ein Fahrgast betrachtet, wenn er in ein Fahrzeug einsteigt. Außerdem verbringen Menschen immer längere Zeiträume täglich in ihren Fahrzeugen und erwarten, dass das Innere ihrer Fahrzeuge funktional, bequem und für ihre Augen ansprechend ist. Gleicherweise trachten Entwickler von Kraftfahrzeug-Innenräumen stets danach, frische, einzigartige Gestaltungen zu schaffen, um ihre Kunden zufrieden zu stellen. Traditionelle Türfüllungen sind im Allgemeinen von einer durchgehenden einfarbigen Färbung. Mit einem Stoffüberzug werden die Füllungen vielleicht ein Muster oder eine kontrastierende Farbe erhalten. Das Dokument US-A-5 448 028 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Verkleidungsfüllung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In der Kraftfahrzeug-Industrie bleibt weiterhin ein Bedarf, eine Komponente, wie eine Türfüllung, zu schaffen, bei der die Armauflagen und Polster leicht und preiswert herzustellen sind, sich jedoch für den Fahrgast des Fahrzeugs weicher anfühlen und bequemer sind. Zudem bleibt ein Bedarf, eine Türfüllung zu produzieren, die ein Zubehörteil, wie einen Schaltmechanismus, einschließt, bei der Bedenken hinsichtlich der Qualitätskontrolle verringert werden und die Türfüllungen leicht und preiswert herzustellen sind. Weiter bleibt in der Kraftfahrzeug-Industrie ein Bedarf, Türfüllungen zu produzieren, wobei eine preiswerte, einfach herzustellende Alternative verwendet wird, die bei der Gestaltung und Farbschemata von Fahrzeuginnenräumen für Flexibilität sorgt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben diesen Bedarf und andere mit traditionellen Innenkomponenten und Zubehörteilen verbundene Probleme erkannt. Zu diesem Zweck haben die Erfinder ein Herstellungsverfahren entwickelt, das preiswert und praktisch ist, die Verwendung von unterschiedlichen Materialien vorsieht, Qualitätsprobleme verringert und alternative Farbschemata zulässt. Die Erfindung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert.
Speziell umfasst die Erfindung eine Komponente, einschließend einen Kernteil, der aus einem ersten Material hergestellt ist, sowie einen aus einem zweiten Material hergestellten zweiten Teil, der als Einheit mit dem Kernteil ausgebildet ist.
Ein Verfahren zur Herstellung der Komponente umfasst die Schritte:
Spritzen eines ersten Materials in einen Formhohlraum, der ein erstes Volumen aufweist, um einen Kernteil einer Komponente zu bilden; und
Spritzen eines zweiten Materials in den Formhohlraum, der ein zweites Volumen aufweist, sich von dem ersten Volumen unterscheidet, um einen Teil des ersten Materials zu bedecken und einen zweiten Teil der Komponente zu bilden, während sich das erste Material in einem reaktiven Zustand befindet,
wobei das erste Material eine andere Materialeigenschaft als das zweite Material besitzt.
Sobald das zweite Material ausgehärtet ist, wird die Komponente aus dem Formhohlraum entnommen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Beispielen mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Schalterbaugruppe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine Querschnittsansicht einer Schalterbaugruppe gemäß der Erfindung ist;
3 eine perspektivische Ansicht einer Schalterbaugruppe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
4 eine Querschnittsansicht der Schalterbaugruppe aus 3 ist; und
5 eine perspektivische Ansicht einer Türfüllungsbaugruppe gemäß der Erfindung ist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Komponente, die über die Figuren hinweg allgemein bei 10 dargestellt ist, wobei eine Mehr-Schuss-Spritzgusstechnik verwendet wird. Die Mehr-Schuss-Formtechnik verwendet einen Formhohlraum (nicht dargestellt), der zwischen einem ersten Volumen und einem zweiten Volumen verändert werden kann. Obwohl die vorliegende Erfindung die Verwendung eines Formhohlraums beinhaltet, der von einem ersten Volumen zu einem zweiten Volumen verändert werden kann, ist die Erfindung nicht durch die Anzahl von Volumina beschränkt, in welche der Formhohlraum verändert werden kann, und die Erfindung kann mit einem Formhohlraum ausgeführt werden, der in eine beliebige gewünschte Anzahl von Volumina verändert werden kann, die benötigt werden, um die Komponente zu formen. Im Allgemeinen wird der Formhohlraum anfänglich positioniert, wobei er das erste Volumen besitzt, um ein erstes Material aufzunehmen. Dann wird das erste Material aus einer Düse (nicht dargestellt) von einer auf dem Gebiet wohlbekannten Art in das erste Volumen des Formhohlraums gespritzt. Während das erste Material aushärtet und sich noch in einem reaktiven, einen Kernteil 14 bildenden Zustand befindet, wird bewirkt, dass sich der Formhohlraum zum zweiten Volumen bewegt, um das zweite Material aufzunehmen.
Es gibt eine Reihe von Techniken, die es gestatten, den Formhohlraum von ersten Volumen zum zweiten Volumen zu verändern. Solche Techniken schließen die Verwendung eines beweglichen Schlittens, ein Spritzpressverfahren, ein Zurückziehen eines Kerns oder sogar die Verwendung einer rotierenden Walze ein. Jegliche Technik ist geeignet, und der Umfang der Erfindung ist nicht auf eine Technik zur Veränderung des Formhohlraums vom ersten Volumen zum zweiten Volumen beschränkt.
Sobald der Formhohlraum vom ersten Volumen zum zweiten Volumen verändert worden ist, wird das zweite Material aus der Düse in den Formhohlraum gespritzt. Das zweite Material bedeckt mindestens einen Teil des ersten Materials, während sich das erste Material noch in einem reaktiven Zustand befindet, um es als Einheit mit dem bedeckten Teil des ersten Materials auszubilden.
Nachdem das erste und das zweite Material ausreichend ausgehärtet sind, wird die Komponente 10 aus dem Formhohlraum entnommen. Sobald die Komponente 10 entnommen worden ist, wird der Formhohlraum vom zweiten Volumen zurück zum ersten Volumen bewegt oder verändert, und das Verfahren wird zur Herstellung von nachfolgenden Komponenten 10 wiederholt.
Es wird bevorzugt, dass die Mehr-Schuss-Formtechnik nur eine Düse zum Spritzen von erstem Material und zweitem Material benutzt. Obwohl nur eine Düse bevorzugt wird, kann das Verfahren der Erfindung unter Verwendung von mehr als einer Düse, zum Beispiel zwei Düsen, ordnungsgemäß ausgeführt werden; einer Düse zum Spritzen des ersten Materials und einer zweiten Düse zum Spritzen des zweiten Materials.
Ein Aspekt der Mehr-Schuss-Spritzgusstechnik der Erfindung besteht darin, dass das erste Material und das zweite Material verschiedene Materialien oder Substanzen mit verschiedenen Materialeigenschaften, wie Härte, Farbe, Leitfähigkeit oder dergleichen sein können. Das erste Material ist ein Kunststoffmaterial, das, wenn es ausgehärtet ist, ein starres Material bildet, wie den starren Kernteil 14, und das zweite Material ist ein Kunststoffmaterial, das, wenn es ausgehärtet ist, ein im Verhältnis weicheres Material bildet. Sobald das erste Material teilweise ausgehärtet ist, wird ein starrer Kernteil 14 gebildet, der als Substrat zur Aufnahme des zweiten Materials dient. Dann wird das zweite Material über den Kernteil 14 gespritzt, um einen zweiten Teil 18 zu bilden, der sich im Verhältnis weicher anfühlt, wenn er von einem Benutzer berührt wird.
Es wird ersichtlich, dass das Mehr-Schuss-Spritzgussverfahren der Erfindung verwendet werden kann, um andere Materialeigenschaften des ersten und des zweiten Materials zu verändern. Zum Beispiel können das erste und das zweite Material von verschiedener Farbe sein, um für ein zweifarbiges Farbschema zu sorgen. Die Gelegenheit, verschiedenfarbige Materialien zu verwenden, gestattet eine breitere Auswahl bei Farbschemata und Gestaltung der Komponente 10. Es sollte ersichtlich sein, dass von der Erfindung andere Unterschiede von Materialeigenschaften zwischen dem ersten und dem zweiten Material ins Auge gefasst werden.
Eine beispielhafte Ausführungsform der Mehr-Schuss-Spritzgusstechnik der Erfindung ist die Herstellung eines Zubehörteils, wie einer Verblendungs- und Schalterkomponente 10, wie in den 1 und 2 dargestellt. Zur Bequemlichkeit einer Bedienungsperson werden traditionell Schalter zum Steuern von motorbetätigten Schlössern, motorbetätigten Spiegeln und motorbetätigten Fenstern auf einer Armauflage 28 einer Türfüllung angeordnet. Zur Milderung verschiedener Qualitätsbedenken mit konventionellen Schalterkomponenten zu mildern, kann die Verblendungs- und Schalterkomponente 10 als Einheit mit der Armauflage 28 ausgebildet werden. Um die Komponente 10 in die Armauflage 28 zu integrieren, wird das Mehr-Schuss-Spritzgussverfahren der Erfindung genutzt. Ein starrer Kernteil 14 wird aus einem ersten Material geformt und dient als Substrat, um eine Stützstruktur für den zweiten Teil 18 zu liefern. Der zweite Teil 18 schließt ein Schalterkissen mit einer Mehrzahl von Schalterelementen 19 ein, um motorbetätigte Merkmale des Zubehörteils, wie Fenster, Türschlösser oder dergleichen zu steuern. Die Schalterelemente 19 können Kennzeichnungsmarkierungen 21 einschließen, um die Identifizierung durch die Bedienungsperson zu erleichtern. Die Schalterelemente 19, als Teil des zweiten Teils 18, werden aus dem zweiten Material geformt, das, wenn es ausgehärtet ist, das sich im Verhältnis weich anfühlende Kunststoffmaterial bildet. Dementsprechend sind die Schalterelemente 19 leicht zu betätigen und sind weich, wenn sie vom Benutzer berührt werden, so dass sie dem Benutzer einen Tast-Rückkopplungsmechanismus liefern.
Um die Schalterelemente 19 ordnungsgemäß zu betätigen, kann eine Schaltkreisbaugruppe 22 am Kernteil 14 befestigt sein. Eine Mehrzahl von Befestigungselementen 26 kann verwendet werden, um die Schaltkreisbaugruppe 22 am Kernteil 14 zu befestigen und auch die Schalterelemente 19 zu kontaktieren. Es sollte ersichtlich sein, dass die Erfindung nicht durch die Befestigungsmittel zum Befestigen der Schaltkreisbaugruppe 22 am Kernteil 14 beschränkt wird. Eine Betätigung von jedem Schalterelement 19 betätigt einen unterschiedlichen Teil der Schaltkreisbaugruppe 22, der wiederum ein jeweiliges motorbetätigtes Merkmal des Zubehörteils steuert. Dies kann zum Beispiel erreicht werden, indem die Schaltkreisbaugruppe 22 eine Mehrzahl von Kontakten 42 einschließt, die elektrisch mit einer Mehrzahl von entsprechenden Anschlüssen 44 kommunizieren. Um den Zwischenraum zwischen den Schalterelementen 19 und den Kontakten 42 auszufüllen und einen geschlossenen Stromkreis zwischen den Schalterelementen 19 und den Kontakten 42 zu bilden, kann die Schaltkreisbaugruppe 22 eine Mehrzahl von kuppelförmigen Elementen oder "Kuppeln" (nicht dargestellt) einschließen, die sich von der Schaltkreisbaugruppe 22 oder den Schalterelementen 19 aus nach außen erstrecken. Die kuppelförmigen Elemente können aus elektrisch leitendem Material hergestellt sein.
Eine modifizierte Ausführungsform einer Verblendungs- und Schalterkomponente 10 ist in den 3 und 4 dargestellt. Ähnlich wie bei der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsform der Komponente 10 schließt der zweite Teil 18 ein Schalterkissen mit einer Mehrzahl von Schalterelementen 19 ein. Jedoch sind anders als bei der Ausführungsform aus den 1 und 2 die Markierungen 21 nicht separat enthalten. Statt dessen wird eine Abdeckung 20 mit integral ausgebildeten Kennzeichnungsmarkierungen 23 über dem Kernteil 14 und dem zweiten Teil 18 angebracht. Die Abdeckung 20 kann aus Sprüh-Urethan hergestellt werden, oder wird rotationsgegossen. Die Abdeckung 20 trägt dazu bei, zu verhindern, dass die Schalter und die Schaltkreisbaugruppe 22 mit Schmutz- und Staubpartikeln verunreinigt werden. Eine Seite der Abdeckung 20 kann auch eine Schaumstoffschicht 24 einschließen, um der Verblendungs- und Schalterkomponente 10 Abmessungen und Gestalt zu verleihen.
Eine andere beispielhafte Ausführungsform einer unter Verwendung der Mehr-Schuss-Formtechnik der Erfindung hergestellten Komponente umfasst eine in 5 allgemein bei 10 dargestellte Fahrzeugtürinnenverkleidung. Die Türfüllung oder Türverkleidung 10 umfasst eine Armauflage 28 und ein Polster 30. Sowohl die Armauflage 28 und das Polster 30 stehen in häufigem Kontakt mit einem Arm eines im Fahrzeug fahrenden Fahrgasts. Dementsprechend würde der Fahrgast bevorzugen, dass die Kontaktoberflächen bequem und weich sind. Die Verwendung der Mehr-Schuss-Formtechnik der Erfindung erreicht dieses Ziel. Der Kernteil 14 des ersten Materials wird aus einem im Verhältnis starren Material hergestellt, um eine Stützstruktur für den zweiten Teil 18 bereitzustellen, während der zweite Teil 18 aus dem zweiten Material aus dem im Verhältnis weichen Material hergestellt wird, wie einem sich weich anfühlenden Kunststoffmaterial. Bei der dargestellten Ausführungsform bildet der zweite Teil 18 eine Mehrzahl von Armkissen 32. Es wird ersichtlich, dass in 5 der Kernteil 14 unterhalb des zweiten Teils 18 liegt und vor dem Blick verborgen ist. Der Rest des Polsters 30 und der Armauflage 28 kann aus einem anderen oder demselben Material wie den Kissen 32 gebildet werden. Die Form und die Anzahl der Kissen 32 sind nicht auf die Darstellung beschränkt, und diese können auch auf der Armauflage 28 enthalten sein. Die Kissen 32 sorgen für ein weiches, bequemes Gefühl für den Arm des Fahrgasts. Zusätzlich kann das zweite Material von einer anderen Farbe sein. Auf diese Weise würden die Kissen 32 auch für einen Kontrast bei der Gestaltung der Innenverkleidung sorgen.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeuginnenverkleidungskomponente (10), speziell einer Türfüllung, mit einer äußeren Oberfläche, die einen Kernteil (14) umfasst, der aus einem ersten, starren Kunststoffmaterial hergestellt wird, sowie einen zweiten Teil (18), der aus einem zweiten, im Verhältnis weicheren Kunststoffmaterial hergestellt wird und eine Schalterbaugruppe (19) einschließt, wobei das erste Material eine starre Stützstruktur für das zweite Material bildet, das ein sich weich anfühlendes Schalterpolster bildet, wenn es ausgehärtet ist, gekennzeichnet durch die Schritte: – Spritzen des ersten Materials in einen Formhohlraum, der ein erstes Volumen aufweist, um den Kernteil (14) zu bilden; – Spritzen des zweiten Materials in den Formhohlraum, der ein zweites Volumen aufweist, das anders als das erste Volumen ist, um einen Teil des ersten Materials zu bedecken und einen zweiten Teil (18) der äußeren Oberfläche der Komponente zu bilden, während sich das erste Material in einem reaktiven Zustand befindet oder teilweise ausgehärtet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das zweite Material als Einheit mit dem ersten Material gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die andere Materialeigenschaft weiter eine Farbe des ersten und des zweiten Materials umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine Schaltkreisbaugruppe an dem Kernteil (14) der Komponente angebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend den Schritt eines Aufbringens einer Abdeckung (20) über dem zweiten Material.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Abdeckung (20) integral ausgebildete Kennzeichnungsmarkierungen (21) einschließt.