DE10120267A1

DE10120267A1 - Mehrfachschaumstoff-Innenverkleidungssubstrat und Verfahren zur Herstellung desselben

Info

Publication number: DE10120267A1
Application number: DE10120267A
Authority: DE
Inventors: George B Byma; Brian A Cristea; Richard Muehlbacher
Original assignee: Lear Corp
Current assignee: International Automotive Components Group North America Inc
Priority date: 2000-04-28
Filing date: 2001-04-25
Publication date: 2001-12-20
Anticipated expiration: 2021-04-26
Also published as: US6451233B1; US20030017224A1; US6773795B2; DE10120267B4; US6805542B2; US20030017323A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Mehrfachschaumstoffsubstrat einer vorbestimmten Form und ein Verfahren zur Herstellung des Substrats. Das Substrat ist ein Mehrfachschaumstoffsubstrat, welches durch das Verfahren mit einem Gießwerkzeug hergestellt werden kann, das eine erste und eine zweite Formhöhlung aufweist. Das Verfahren schließt das Einspritzen eines ersten Schaumstoffs in die erste Formhöhlung ein, was ausreicht, um die erste Formhöhlung zu füllen und schließt das Aufbewahren des ersten Schaumstoffs in der ersten Formhöhlung eine vorbestimmte Zeit ein, die ausreicht, um eine im Wesentlichen nichtmischende Oberfläche zu bilden. Das Verfahren schließt außerdem das Einspritzen eines zweiten Schaumstoffs in die zweite Formhöhlung und auf die nichtmischende Oberfläche auf dem ersten Schaumstoff ein, was ausreicht, die zweite Formhöhlung zu füllen. Das Verfahren schließt außerdem das Aufbewahren des zweiten Schaumstoffs in der zweiten Formhöhlung eine vorbestimmte Zeit lang ein, die ausreicht, um den ersten Schaumstoff mit dem zweiten Schaumstoff entlang der nichtmischenden Oberfläche zu verbinden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Mehrfachschaumstoffsubstrat zur Aufprall energie-Absorption und Airbag-Auslösung und ein Verfahren zur Herstellung desselben bei Kraftfahrzeugen.

Es besteht ein wachsendes Erfordernis zur Verbesserung der Aufprallenergie-Absorptions eigenschaften bei Kraftfahrzeug-Innenverkleidungssubstraten. Solche Blechkonstruktionen schließen Säulen, Längsträger und Dachkonstruktionen ein. Die Industrie wurde jedoch herausgefordert, einen kostengünstigen Weg bei der Herstellung von Innenverkleidungs substraten und Innenkomponenten zu bestimmen, um Industrie-Anforderungen zu erfüllen. Zum Beispiel fahren Hersteller damit fort, nach Wegen zu suchen zur Verbesserung der Ei genschaften von Substraten für absorbierende Energie in einer kostengünstigen Weise, während dessen eine strukturelle Auflage geschaffen wird.

Einer Herausforderung, der Hersteller gegenüberstehen, besteht darin, dass die Aufprall energie-Absorption innerhalb des Fahrzeuginnenraumes, wie z. B. an Säulen, Längsträgern und Dachkonstruktionen eines Fahrzeugs ein unterschiedliches Energieabsorptionsmaterial erfordert, einschließlich gespritzten Schaumstoffs oder Kügelchen. Der Grund dafür liegt in der Fahrzeugkonstruktionsgestaltung, welches typischerweise eine Vielzahl von Blechteilen einschließt, die den Fahrzeuginnenraum eines Fahrzeugs bilden. Die Dicke und geometri sche Steifigkeit des Bleches bestimmen typischerweise den Anteil des erforderlichen Ener gieabsorptionsmaterials. Das heißt, je dicker und/oder steifer die Bleche sind, desto mehr Absorptionsmaterial ist erforderlich, um die Industrie-Anforderungen zu erfüllen. Somit wür den unterschiedliche Energieabsorptionsmaterialien bei Innenverkleidungssubstraten nütz lich sein.

Es besteht auch ein wachsendes Erfordernis, die Airbag-Auslösungseigenschaften von Kraftfahrzeug-Innenverkleidungssubstraten zu verbessern. Beim Aufprall können Airbags von verschiedenen Stellen innerhalb eines Fahrzeuginnenraums ausgelöst werden, wie z. B. Säulen, Längsträgern, Blechkonstruktionen und Frontblechen. Die Industrie wurde je doch auch herausgefordert bei der Bestimmung eines kostengünstigen Weges zur Her stellung von Innenverkleidungssubstraten mit Airbags und Innenkomponenten, um Indust rie-Anforderungen zu erfüllen. Zum Beispiel fahren Hersteller damit fort, nach Wegen zur Verbesserung der Eigenschaften eines Substrats zum Aufnehmen eines Airbags zu su chen, der daran angeordnet ist, um von dem Substrat ausgelöst zu werden.

Ein auslösbarer Airbag ist typischerweise zwischen der Blechkonstruktion, wie z. B. einer Säule, und dem Innenverkleidungssubstrat angeordnet. Der Airbag ist typischerweise an einem Bereich der Blechkonstruktion und benachbart zu dem energieabsorbierenden Teil befestigt, welches durch ein Innensubstrat abgedeckt wird. Dieser separate Herstellungs- und Montageprozess, der beim Anordnen des auslösbaren Airbags zwischen der Blech konstruktion und dem Innenverkleidungssubstrat angeordnet wird, resultiert in weiterer zu sätzlicher Herstellungszeit und zusätzlichen Herstellungskosten.

Obwohl gegenwärtige energieabsorbierende Teile ausreichend sind, können Verbesserun gen dafür gemacht werden. Gegenwärtig werden Multikomponententeile für Aufprallener gie-Absorptions- und Airbag-Auslösungszwecke hergestellt. Einige Multikomponenten wer den separat hergestellt und dann zusammengesetzt, um ein Teil zu umfassen, welches an einem Bereich eines Fahrzeuginnenraums, wie z. B. einer Säule, befestigt wird. Mehr im einzelnen, ein einzelner Schaumstoff wird gegossen, um die Form einer Fahrzeugkompo nente auszubilden, an welcher er befestigt werden kann. Der gegossene Schaumstoff wird dann an einem vorbestimmten Bereich auf einem Innenverkleidungsmaterial oder einer Schale angeklebt, welches dann an der Struktur eines Fahrzeugs befestigt wird. Die ge trennten Herstellungsprozesse, die zum Ausbilden des gegossenen Schaumstoffs und der Innenverkleidungssubstrate verwendet werden, resultieren in einer zusätzlichen Herstel lungszeit und in zusätzlichen Herstellungskosten.

Was somit erforderlich ist, ist ein verbessertes System und Verfahren zur Herstellung eines integriert ausgebildeten Substrats, das effizienter die Industrieanforderungen für eine Ener gieabsorption bei Kollisionsaufprallen füllt.

Was außerdem erforderlich ist, ist ein verbessertes System und Verfahren zur Herstellung eines Substrats, das für ein auslösbares Airbag-System zum Auslösen von diesem ge schaffen wird.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrfach schaumstoffsubstrates mit einer vorbestimmten Form für eine ausgewählte Aufprallenergie- Absorption mit einem Gießwerkzeug zu schaffen, das erste und zweite Formhöhlungen (mold cavity) aufweist. Das Verfahren schließt das Einspritzen eines ersten Schaumstoffs in die erste Formhöhlung ein, um in ausreichenderweise die erste Formhöhlung zu füllen, und speichern des ersten Schaumstoffs in der ersten Formhöhlung für eine vorbestimmte Zeit, die ausreicht, um eine im Wesentlichen nichtmischende Oberfläche auf dem ersten Schaumstoff auszubilden. Das Verfahren schließt weiterhin das Einspritzen eines zweiten Schaumstoffs in die zweite Formhöhlung und auf die nichtmischende Oberfläche auf dem ersten Schaumstoff ein, das ausreicht, um die zweite Formhöhlung zu füllen, und schließt das Aufbewahren des zweiten Schaumstoffs in der zweiten Formhöhlung für eine vorbe stimmte Zeit ein, die ausreicht, um den ersten Schaumstoff mit dem zweiten Schaumstoff entlang der nichtmischenden Oberfläche zu verbinden, wodurch das Mehrfachschaumstoff substrat, das die vorbestimmte Form hat, definiert wird.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrfachschaumstoffsubstrats einer vorbestimmten Form für eine ausgewählte Aufprall energie-Absorption und Airbag-Auslösung zu schaffen mit einem Gießwerkzeug, das erste und zweite Formhöhlungen aufweist. Das Verfahren schließt das Einspritzen eines ersten Schaumstoffs in die erste Formhöhlung ein, das ausreicht, um die erste Formhöhlung zu füllen, und schließt das Aufbewahren des ersten Schaumstoffs in der ersten Formhöhlung für eine vorbestimmte Zeit ein, die ausreicht, um eine im Wesentlichen nichtmischende Oberfläche auf dem ersten Schaumstoff auszubilden. Das Verfahren schließt außerdem das Aufbringen eines auslösbaren Airbags auf die nichtmischende Oberfläche ein. Das Verfah ren schließt außerdem das Einspritzen eines zweiten Schaumstoffs in die zweite Formhöh lung und auf die nichtmischende Oberfläche benachbart zu dem auslösbaren Airbag ein, das ausreicht, um die zweite Formhöhlung zu füllen, und schließt das Aufbewahren des zweiten Schaumstoffs in der zweiten Formhöhlung für eine vorbestimmte Zeit ein, die aus reicht, um den ersten Schaumstoff mit dem zweiten Schaumstoff entlang der nichtmischen den Oberfläche zu verbinden, wodurch das Mehrfachschaumstoffsubstrat, das die vorbe stimmte Form hat, definiert wird.

Ein noch anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Mehrfachschaumstoffsubstrat mit einer vorbestimmten Form für eine Aufprallenergie-Absorption zu schaffen, die durch das Verfahren hergestellt wird, des Einspritzens eines ersten Schaumstoffs in eine erste Formhöhlung eines ersten Gießwerkzeuges, das ausreicht, um die erste Formhöhlung zu füllen, des Aufbewahrens des ersten Schaumstoffs in der ersten Formhöhlung für eine vor bestimmte Zeit, die ausreicht, um eine im Wesentlichen nichtmischende Oberfläche auf dem ersten Schaumstoff auszubilden, des Einspritzens eines zweiten Schaumstoffs in eine zweite Formhöhlung des Gießwerkzeuges und auf die nichtmischende Oberfläche auf dem ersten Schaumstoff, das ausreicht, um die zweite Formhöhlung zu füllen, und des Aufbe wahrens des zweiten Schaumstoffs in der zweiten Formhöhlung für eine vorbestimmte Zeit, die ausreicht, um den ersten Schaumstoff mit dem zweiten Schaumstoff entlang der nicht mischenden Oberfläche zu verbinden.

Ein noch anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gießwerkzeug zur Herstellung eines Mehrfachschaumstoffsubstrates mit einer vorbestimmten Form zu schaffen. Das Gießwerkzeug umfasst einen oberen Bereich und einen unteren Bereich. Der obere Be reich weist eine erste Oberfläche aus, von welcher sich ein erster Abschnitt erstreckt, und weist eine zweite Oberfläche auf, von welcher sich ein zweiter Abschnitt erstreckt. Die zweite Oberfläche ist benachbart zu der ersten Oberfläche. Der untere Bereich weist eine untere Oberfläche auf, von welcher sich ein unterer Abschnitt erstreckt. Der erste Abschnitt ist so konfiguriert, dass er mit dem unteren Abschnitt in Eingriff kommt, um eine erste Formhöhlung bei einer geschlossenen Position zu begrenzen. Der zweite Abschnitt ist so konfiguriert, dass er mit dem unteren Abschnitt in Eingriff kommt, um eine zweite Formhöh lung an einer zweiten Position zu begrenzen.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine Perspektivansicht eines Gießwerkzeuges, teilweise durchsichtig ge zeichnet, das zum Ausführen der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht des Gießwerkzeuges von Fig. 1, um einen ersten Schaumstoff, der in eine erste Formhöhlung des Gießwerkzeuges einge spritzt wird, darzustellen;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht des Gießwerkzeuges, um einen zweiten Schaum stoff darzustellen, der in eine zweite Formhöhlung des Gießwerkzeuges ein gespritzt wird;

Fig. 4 einen Flussplan eines Verfahrens, das bei der Herstellung eines Mehrfach schaumstoffsubstrats mit dem Gießwerkzeug von Fig. 1 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird;

Fig. 5 eine Querschnittsansicht eines Mehrfachschaumstoffsubstrats, das durch das Verfahren von Fig. 4 hergestellt ist;

Fig. 6 eine Querschnittsansicht eines anderen Mehrfachschaumstoffsubstrats, das mit einem Airbag ausgebildet ist, das durch das Verfahren von Fig. 4 herge stellt ist; und

Fig. 7 eine Querschnittsansicht eines noch anderen Mehrfachschaumstoffsubstrats, das mit einem Befestigungsmittel durch das Verfahren von Fig. 4 ausgebildet ist.

Fig. 1 stellt ein Gießwerkzeug 10, teilweise durchsichtig gezeichnet, dar. Das Gießwerkzeug 10 kann zur Herstellung eines Mehrfachschaumstoff-Innenverkleidungssubstrats in Über einstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Wie gezeigt ist, schließt das Gießwerkzeug 10 einen unteren Bereich 12 und einen oberen Bereich 14 (durchsichtig gezeichnet) ein.

Fig. 2 stellt eine Querschnittsansicht eines Gießwerkzeuges 10 in einer ersten offenen Po sition dar. Wie gezeigt ist, schließt der obere Bereich 14 eine erste Oberfläche 16 ein, von welcher sich ein erster Abschnitt 20 nach unten zu dem unteren Bereich 12 hin erstreckt. Der obere Bereich 14 schließt ferner eine zweite Oberfläche 18 ein, von welcher sich ein zweiter Abschnitt 22 erstreckt. Der zweite Abschnitt 22 schließt eine Verlängerung 24 ein, die einstückig sich von dem zweiten Abschnitt 22 erstreckt. Der untere Bereich 12 schließt eine untere Oberfläche 26 ein, von welcher sich der untere Abschnitt 28 nach oben er streckt. Von der offenen Position wird der erste Abschnitt zu einer ersten geschlossenen Position abgesenkt und greift mit dem unteren Abschnitt 28 in Eingriff, um die erste Form höhlung 32 zu begrenzen. Darüber hinaus schließt der obere Bereich 14 ein erstes Ein spritzloch 36 ein, das darauf über die erste Oberfläche 16 und den ersten Abschnitt 20 ausgebildet ist. Das Loch 36 ist in einer Fluidverbindung mit der ersten Formhöhlung (mold cavity) bei der ersten geschlossenen Position. Das erste Einspritzloch 36 ist so ausgebildet, dass es die erste Düse 42 aufnimmt, durch welche ein erster Schaumstoff (foam) 43 in die erste Formhöhlung 32 eingespritzt wird.

Fig. 3 stellt eine Querschnittsseitenansicht des Gießwerkzeuges 10 in einer zweiten offenen Position dar. Von der zweiten offenen Position wird ein zweiter Abschnitt 22 zu der zweiten geschlossenen Position abgesenkt und greift an den unteren Abschnitt 28 an, um eine zweite Formhöhlung 34 zu begrenzen. Der obere Bereich 14 schließt ein zweites Einspritz loch 38 ein, das darauf durch die zweite Fläche 18 und den zweiten Abschnitt 22 gebildet wird. Das Loch 38 ist in einer Fluidverbindung mit der zweiten Formhöhlung 34 in der zwei ten geschlossenen Position, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Das zweite Einspritzloch 38 ist so aus gebildet, dass es eine zweite Düse 44 aufnimmt, durch welche ein zweiter Schaumstoff 45 in die zweite Formhöhlung 34 eingespritzt wird, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Wie gezeigt ist, dreht sich der obere Bereich 14 annähernd um 90°, solcher Art, dass die zweite Oberfläche 18 nach unten zu der unteren Fläche 26 gegenüberliegt, damit der zweite Abschnitt 22 mit dem unteren Abschnitt 28 in Eingriff gelangt.

Das Gießwerkzeug 10 kann herkömmliche Steuerungen, Installationen und Gießwerkzeug- Betätigungsmechanismen einschließen, um eine geeignete Arbeitsweise des unteren Be reiches 12 und des oberen Bereiches 14 zu ermöglichen. Zum Beispiel können die Berei che 12, 14 des Gießwerkzeuges 10 auf Verbindungsstangen montiert sein. In dieser Aus führungsform ist der untere Bereich 12 stationär, während dessen der obere Bereich 14 beweglich ist, um ein Öffnen und Schließen der Bereiche 12 und 14 zu gestatten. Darüber hinaus ist der obere Bereich 14 so konfiguriert, dass er gedreht wird, um eine Schwenkbe wegung solcherart zu schaffen, dass der zweite Abschnitt 22 nach unten weist und mit dem unteren Abschnitt 28 in Eingriff gelangen kann. Betätigungen der Bereiche 12, 14 können durch Hydraulik, Pneumatikzylinder oder manuell erfolgen.

Bevorzugterweise sind der erste und zweite Schaumstoff 43, 45 Polyurethan-Schaumstoffe, die unterschiedliche Eigenschaften haben. Zum Beispiel ist der erste Schaumstoff 43 be vorzugterweise ein flexibler Hochdichte-Urethan-Schaumstoff und der zweite Schaumstoff 45 ist bevorzugterweise ein Schaumstoff mit einer starren Struktur. Der Hochdichte- Urethan-Schaumstoff ist als ein Schaumstoff definiert, der eine Dichte in einem Bereich zwischen 80-125 kg/m³ hat. Der strukturelle Schaumstoff ist als ein Urethan-Schaumstoff definiert, der eine Dichte in einem Bereich zwischen 40-150 kg/m³ hat. Die Schaumstoffe können jeweils durch ihre jeweiligen Düsen von separaten herkömmlichen Mischköpfen (nicht gezeigt) zugeführt werden, welcher eine Mischung von bevorzugterweise Isocyanat- und Polyolsystem in das Gießwerkzeug in geschlossenen Positionen austeilen. Darüber hinaus können die Isocyanat- und Polyolsysteme in getrennten Tanks aufbewahrt werden und dem jeweiligen Mischkopf zugemessen werden. Es ist anzumerken, dass andere Schaumstoffe verwendet werden können, was nicht über den Schutzumfang oder Geist der vorliegenden Erfindung hinausgeht. Es ist anzumerken, dass das Material, das den Schaumstoff enthält, z. B. Polyurethan, recyceltes Material oder rohes (nicht-recyceltes) Material sein kann.

Fig. 4 stellt ein Verfahren 110 dar, das ausgeführt wird, um ein Mehrfachschaumstoff- Innenverkleidungssubstrat mit dem Gießwerkzeug 10 der Fig. 1-3 herzustellen. Wie im Kasten 12 gezeigt ist, schließt das Verfahren das Bereitstellen eines ersten Schaumstoffs 43 und eines zweiten Schaumstoffs 45 mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften ein. In dieser Ausführungsform ist der erste Schaumstoff 43 ein flexibler Polyurethan- Schaumstoff und der zweite Schaumstoff 45 ist ein starrer Polyurethan-Schaumstoff. Ein Unterschied in den Dichten zwischen den Schaumstoffen 43, 45 schafft einen Unterschied bei den physikalischen Eigenschaften der beiden Schaumstoffe. In dieser Ausführungsform hat der erste Schaumstoff 43 eine Dichte, die geringer ist als die Dichte des zweiten Schaumstoffs 45. Der erste Schaumstoff 43 kann jedoch eine größere Dichte als der zweite Schaumstoff 45 haben. In einer solchen Ausführungsform hat das Gießwerkzeug 10 der Fig. 1-3 Abschnitte, die so konfiguriert sind, dass sie das Innenverkleidungssubstrat 210 formen.

In dieser Ausführungsform wird der erste Schaumstoff 43 in die erste Formhöhlung 32 ein gespritzt, wie im Kasten 114 von Fig. 4 gezeigt ist. Der erste Schaumstoff 43 wird in die erste Formhöhlung 32 über das Loch 36 durch die erste Düse 42 bei einer Temperatur zwi schen etwa 70° und 90°F und einem Hochdruck bis zu 3000 pounds per square inch gau ge (psig) eingespritzt. Innerhalb von etwa 1-15 Sekunden wird die erste Formhöhlung 32 mit dem ersten Schaumstoff 43 gefüllt, und die Düse 42 kurz geschlossen. Der erste Schaumstoff 43 in der ersten Formhöhlung 33 wird 2-3 Minuten lang aufbewahrt, um aus zuhärten und eine im Wesentlichen nichtmischende Oberfläche eines resultierenden Teils zu bilden, das in dem Kasten 116 gezeigt ist. Während der Aushärtungszeit erhöht das re sultierende Teil die Festigkeit und Steifigkeit auf genügende Weise, um im Wesentlichen ein Mischen der ersten und zweiten Schaumstoffe 43, 45 zu verhindern, wenn der zweite Schaumstoff 45 darauf eingespritzt wird, wie nachstehend beschrieben wird.

Nach Aufbewahren des ersten Schaumstoffs 43 in der ersten Formhöhlung 32 kommt der obere Bereich 14 des Gießwerkzeuges 10 außer Eingriff von dem stationären unteren Be reich 12 durch Aufwärtsbewegung. Der obere Bereich 14 dreht sich dann um 90°, damit die zweite Oberfläche 18 nach unten zu dem unteren Abschnitt 28 der unteren Oberfläche 26 weist. Der obere Bereich 14 bewegt sich dann abwärts, damit der zweite Abschnitt 22 mit dem unteren Abschnitt 28 in Eingriff gelangt. Durch das Loch 38 spritzt die zweite Düse 44 den zweiten Schaumstoff 45 in die zweite Formhöhlung 34 auf die nichtmischende Oberflä che des ersten Schaumstoffs 43, wie im Kasten 118 gezeigt ist. Wenn die zweite Form höhlung innerhalb von etwa 1-15 Sekunden gefüllt ist, schließt die Düse 44 bei einer Tem peratur zwischen etwa 70° und 90°F und bei einem Hochdruck bis zu 3000 pounds per square inch gauge (psig). Wie im Kasten 120 gezeigt ist, wird der zweite Schaumstoff 45 in der zweiten Formhöhlung 34 2-3 Minuten lang aufbewahrt, um auszuhärten und um sich der nichtmischenden Oberfläche des ersten Schaumstoffs 43 zu verbinden, um das Mehr fachschaumstoffsubstrat, das die vorbestimmte Form hat, zu definieren. Die Aushärtungs zeitdauer ermöglicht dem Substrat, genügend Festigkeit und Steifigkeit aufzubauen, um mit der nichtmischenden Oberfläche des resultierenden Teils verbunden zu werden und aus dem Gießwerkzeug entnommen zu werden, wenn ein ausreichendes Aushärten abge schlossen ist. Nach der Entnahme des Substrats lässt man das Substrat für 1-2 Tage bei annähernd 70°F nachaushärten, um die physikalischen Eigenschaften und die Teilestabill tät zu erhöhen.

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, schließt das Innenverkleidungssubstrat 10 einen Hochdichte- Urethan-Schaumstoffbereich 212 und einen strukturellen Schaumbereich 214 ein, der einstückig dazu ist, um eine innere Oberfläche 216 und eine äußere Oberfläche 218 zu de finieren. In dieser Ausführungsform kann der Hochdichte-Urethan-Schaumstoffbereich 212 als eine weiche ästhetische Außenschicht für eine Sichtoberfläche eines A-Säulenab schnitts eines Fahrzeuginnenraums wirken. Der strukturelle Schaumbereich 214 wirkt als eine energieabsorbierende Schicht für Kollisionsaufpralle.

Die äußere Oberfläche 218 wirkt wie eine dekorative Deckung oder eine Eigenhaut bilden de Oberfläche, die ästhetische Merkmale aufweist, wodurch das Erfordernis eines Über zugs, der darauf angeordnet wird, vermieden wird. Das kann dadurch ausgeführt werden, dass die Bereiche 12, 14 des Gießwerkzeuges 10 in Verbindung mit einer oder mit einer Mehrzahl von Hitze-Trägerplatten (nicht gezeigt) stehen, um das Gießwerkzeug 10 wäh rend des Verfahrens 110 der vorliegenden Erfindung zu erhitzen. Die Hitze-Trägerplatten können auf eine Temperatur in einem Bereich zwischen 120°F und 200°F erhitzt werden, um das Gießwerkzeug 10 auf eine Temperatur zwischen 120°F und 150°F zu erhitzen. Wenn das Gießwerkzeug 10 erhitzt ist, wird der Schaumstoff in Kontakt mit dem unteren Abschnitt 28 zu der Form entweder der ersten Formhöhlung 32 oder der zweiten Form höhlung 34 gegossen. Der gegossene Schaumstoff nimmt eine Kornstruktur und feste Oberfläche an. Als ein Ergebnis des erhitzten Gießwerkzeuges 10 hat das Innenverklei dungssubstrat 210 eine äußere Oberfläche 218 mit ästhetischen Merkmalen, die keinen Überzug oder eine äußere Schicht, die darauf zu platzieren ist, erfordert. Wenn gewünscht, kann ein zusätzlicher Überzug oder eine äußere Schicht darauf befestigt werden, um ein noch ästhetischeres Aussehen zu schaffen.

Alternativ dazu kann die dekorative Abdeckung oder äußere Schicht in dem Gießwerkzeug 10 vor dem Einspritzen von Schaumstoff in das Gießwerkzeug 10 platziert werden, was das Erfordernis des Befestigens einer äußeren Schicht nach dem Erhitzen vermeidet. In dieser Ausführungsform kann die dekorative Abdeckung aufgebracht werden durch einen Über zug, der darauf platziert wird, wie oben erläutert, oder durch ein Farbsprühmittel, das auf das Gießwerkzeug 10 vor dem Einspritzen von Schaumstoff in das Gießwerkzeug 10 ge sprüht wird. Andere Wege des Aufbringens einer dekorativen Abdeckung in das Gießwerk zeug vor dem Einspritzen von Schaumstoff gehen nicht über den Schutzumfang und Geist dieser Erfindung hinaus. Auch obwohl Fig. 5 eine innere Fläche 216 darstellt, die an die Blechkonstruktion 220 angrenzt, ist anzumerken, das die Oberfläche 216 so konfiguriert sein kann, dass sie nur an einer Seite der Blechkonstruktion benachbart ist, wenn das ge wünscht wird.

Wie in Fig. 6 gezeigt ist, schließt ein Substrat 310 einen Hochdichte-Urethan-Schaumstoff 312, einen strukturellen Schaumstoff 314, der an dem Schaumstoff 312 befestigt ist und ei nen auslösbaren Airbag 316 ein, der auch an dem Schaumstoff 312 befestigt ist. Dieses kann durch Aufbringen des auslösbaren Airbags 316 auf den Hochdichte-Urethan- Schaumstoff 312 nach Aufbewahren des ersten Schaumstoffs 43 in der ersten Formhöh lung 32 und vor dem Einspritzen des zweiten Schaumstoffs in die zweite Formhöhlung 34 ausgeführt werden. In dieser Ausführungsform ist der zweite Abschnitt 22 ohne eine Ver längerung 24 ausgebildet, um Raum für den Airbag 316 auf dem Schaumstoff 312 zu schaffen. Es ist anzumerken, dass der Airbag 316 auf den Schaumstoff 312 automatisch, z. B. durch Roboter-Technik oder manuell, z. B. mittels Hand, aufgebracht werden kann. Wie gezeigt ist, schließt der Hochdichte-Urethan-Schaumstoff 312 auch eine Kerbe 318 ein, die zwischen dem Airbag 316 und dem strukturellen Schaumstoff 314 ausgebildet ist, um eine Auslösung des Airbags 316 auszugleichen. Wenn der Airbag 316 nach einem Aufprall aus gelöst wird, schafft die Kerbe 318 einen Bereich eines Hochdichte-Urethan-Schaumstoffs 312 benachbart zu dem Airbag 316, um sich von der Blechkonstruktion 320 wegzubiegen, was dem Airbag 316 ermöglicht, in den Fahrzeuginnenraum hinein ausgelöst zu werden.

Wie in Fig. 7 gezeigt ist, kann ein herkömmliches Befestigungsmittel 413 oder eine Vielzahl von Befestigungsmitteln 413 innerhalb des Gießwerkzeuges 10 angeordnet sein, um mit den Schaumstoffen 412, 414 verbunden zu sein, um ein Innenverkleidungssubstrat 410 zu schaffen, das ein einstückiges Befestigungsmittel aufweist, das direkt an einer Struktur 420 des Fahrzeugs befestigt werden kann. Das vermeidet das Erfordernis von Klebemitteln, die verwendet werden, um das Befestigungsmittel auf das Substrat zu kleben.

Während Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, ist es nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der Erfindung darstellen und beschreiben. Stattdessen sind die Worte, die in der Anmeldung verwendet werden, Worte der Beschreibung statt der Begrenzung, und es ist verständlich, dass ver schiedene Abänderungen gemacht werden, ohne den Schutzumfang und Geist der Erfin dung zu verlassen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Mehrfachschaumstoffsubstrats einer vorbestimmten Form mit einem Gießwerkzeug (10), das eine erste und zweite Formhöhlung (32, 34) aufweist, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst:
Einspritzen eines ersten Schaumstoffs (43) in die erste Formhöhlung (32), was aus reicht, um die erste Formhöhlung (32) zu füllen;
Aufbewahren des ersten Schaumstoffs (43) in der ersten Formhöhlung (32) eine vorbestimmte Zeit lang, die ausreicht, um eine im Wesentlichen nichtmischende Oberfläche auf dem ersten Schaumstoff (43) zu bilden;
Einspritzen eines zweiten Schaumstoffs (45) in die zweite Formhöhlung (34) und auf die nichtmischende Oberfläche auf dem ersten Schaumstoff (43), was ausreicht, um die zweite Formhöhlung (34) zu füllen; und
Aufbewahren des zweiten Schaumstoffs (45) in der zweiten Formhöhlung (34) eine vorbestimmte Zeit lang, die ausreicht, um den ersten Schaumstoff (43) mit dem zweiten Schaumstoff (45) entlang der nichtmischenden Oberfläche zu verbinden, wodurch das Mehrfachschaumstoffsubstrat, das die vorbestimmte Form aufweist, definiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schaumstoff (43) in das Gießwerkzeug (10) bei einer ersten geschlossenen Position eingespritzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schaum stoff in das Gießwerkzeug (10) bei einer zweiten geschlossenen Position eingespritzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schaumstoff (43) ein Hochdichte-Polyurethan-Schaumstoff ist, der eine Dichte hat, die im Bereich zwischen 80-125 kg/m³ liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schaum stoff (45) ein struktureller Polyurethan-Schaumstoff ist, der eine Dichte hat, die in ei nem Bereich zwischen 40-150 kg/m³ liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt des Einspritzens des ersten Schaumstoffs (43) das Einspritzen des ersten Schaum stoffs (43) bei einem Temperaturbereich von zwischen 70 bis 90°F und einem Druckbereich von zwischen 90 bis 3000 pounds per square inch gauge für eine Zeitdauer von 1 bis 15 Sekunden einschließt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Zeit zum Aufbewahren des ersten Schaumstoffs (43) in einem Bereich zwischen 2,0 und 3,0 Minuten liegt.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt des Einspritzens des zweiten Schaumstoffs (45) das Einspritzen des zweiten Schaumstoffs (45) bei einem Temperaturbereich von zwischen 70 bis 90°F und ei nem Druckbereich von zwischen 90 bis 3000 pounds per square inch gauge und ei ne Zeitdauer von 1-15 Sekunden einschließt.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Zeitdauer zum Aufbewahren des zweiten Schaumstoffs in einem Bereich zwischen 2,0 und 3,0 Minuten liegt.

10. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
Entnehmen des Substrats aus dem Gießwerkzeug (10); und
Aushärten des Substrats bei etwa 70°F etwa 1 bis 2 Tage lang.

11. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt:
Aufbringen eines auslösbaren Airbags (316) auf die nichtmischende Oberfläche vor dem Verfahrensschritt des Einspritzens des zweiten Schaumstoffs (45).

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die nichtmischende Oberfläche eine Kerbe (318) aufweist, die darauf ausgebildet ist, um eine Airbag- Auslösung zu ermöglichen.

13. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt Erhitzen des Gießwerkzeuges (10) auf eine Temperatur zwischen 100 und 150°F, um das Substrat zu definieren, das eine feste äußere Oberfläche aufweist.

14. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt Aufbrin gen einer Substratkomponente in das Gießwerkzeug (10) vor dem Einspritzen des ersten Schaumstoffs (43) in die erste Formhöhlung (32).

15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Komponente ein Befestigungsmittel (413) ist.

16. Verfahren zur Herstellung eines Mehrfachschaumstoffsubstrats einer vorbestimmten Form für eine ausgewählte Aufprallenergieabsorption, strukturelle Unterschiede und Airbag-Auslösung mit einem Gießwerkzeug (10), das eine erste und zweite Form höhlung (32, 34) aufweist, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
Einspritzen eines ersten Schaumstoffs (41) in die erste Formhöhlung (32), was aus reicht, um die erste Formhöhlung (32) zu füllen;
Aufbewahren des ersten Schaumstoffs (43) in der ersten Formhöhlung (32) eine vorbestimmte Zeit lang, die ausreicht, um eine im Wesentlichen nichtmischende Oberfläche auf den ersten Schaumstoff (43) zu bilden;
Aufbringen eines auslösbaren Airbags auf der nichtmischenden Oberfläche;
Einspritzen eines zweiten Schaumstoffs (45) in die zweite Formhöhlung (34) und auf die nichtmischende Oberfläche benachbart zu dem aufblasbaren Airbag (316), was ausreicht, um die zweite Formhöhlung (34) zu füllen; und
Aufbewahren des zweiten Schaumstoffs (45) in der zweiten Formhöhlung (34) eine vorbestimmte Zeit lang, die ausreicht, um den ersten Schaumstoff (43) mit dem zweiten Schaumstoff (45) entlang der nichtmischenden Oberfläche zu verbinden, wodurch das Mehrfachschaumstoffsubstrat, das die vorbestimmte Form aufweist, definiert wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schaum stoff (43) in das Gießwerkzeug (10) bei einer ersten geschlossenen Position einge spritzt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schaum stoff (45) in das Gießwerkzeug (10) bei einer zweiten geschlossenen Position einge spritzt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schaum stoff (43) ein Hochdichte-Urethan-Schaumstoff ist, der eine Dichte aufweist, die in einem Bereich zwischen 80-125 kg/m³ liegt.

20. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schaum stoff (45) ein struktureller Polyurethan-Schaumstoff ist, der eine Dichte aufweist, die in einem Bereich zwischen 40-150 kg/m³ liegt.

21. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt des Einspritzens des ersten Schaumstoffs (43) das Einspritzen des ersten Schaum stoffs (43) bei einem Temperaturbereich von zwischen 70 bis 100°F und einem Druckbereich von zwischen 90 bis 3000 pounds per square inch gauge und eine Zeitperiode von 1 bis 15 Sekunden einschließt.

22. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Zeit zum Aufbewahren des ersten Schaumstoffs (43) in einem Bereich zwischen 2,0 und 3,0 Minuten liegt.

23. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt des Einspritzens des zweiten Schaumstoffs (45) das Einspritzen des zweiten Schaumstoffs (45) bei einem Temperaturbereich von zwischen 70 bis 90°F und ei nem Druckbereich von zwischen 90 bis 3000 pounds per square inch gauge und ei ner Zeitperiode von 1-15 Sekunden einschließt.

24. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Zeit zum Aufbewahren des zweiten Schaumstoffs (45) in einem Bereich zwischen 2,0 und 3,0 Minuten liegt.

25. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
Entnehmen des Substrats aus dem Gießwerkzeug (10); und
Aushärten des Substrats bei etwa 70°F etwa 1 bis 2 Tage lang.

26. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die nichtmischende Oberfläche eine Kerbe (318) aufweist, die darauf ausgebildet ist, um die Airbag- Auslösung zu ermöglichen.

27. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt Erhit zen des Gießwerkzeuges (10) auf eine Temperatur von zwischen etwa 120 und 150°F, um das Substrat, das eine feste äußere Oberfläche aufweist, zu definieren.

28. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt Ein bringen einer Substratkomponente in das Gießwerkzeug (10) vor dem Einspritzen des ersten Schaumstoffs (43) in die erste Formhöhlung (32).

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente ein Befestigungsmittel (413) ist.

30. Mehrfachschaumstoffsubstrat einer vorbestimmten Form für eine Aufprallenergieab sorption, das hergestellt wird durch das Verfahren des Einspritzens eines ersten Schaumstoffs (43) in eine erste Formhöhlung (32) eines Gießwerkzeuges (10), was ausreicht, um die erste Formhöhlung (32) zu füllen, des Aufbewahrens des ersten Schaumstoffs (43) in der ersten Formhöhlung (32) eine vorbestimmte Zeit lang, die ausreicht, um eine im Wesentlichen nichtmischende Oberfläche auf den ersten Schaumstoff (43) zu bilden, des Einspritzens eines zweiten Schaumstoffs (45) in ei ne zweite Formhöhlung (34) des Gießwerkzeuges (10) und auf die nichtmischende Oberfläche auf den ersten Schaumstoff (43), was ausreicht, um die zweite Form höhlung (34) zu füllen, und des Aufbewahrens des zweiten Schaumstoffs (45) in der zweiten Formhöhlung (34) eine vorbestimmte Zeit lang, die ausreicht, um den ersten Schaumstoff (43) mit dem zweiten Schaumstoff (45) entlang der nichtmischenden Oberfläche zu verbinden.

31. Gießwerkzeug zur Herstellung eines Mehrfachschaumstoffsubstrats einer vorbe stimmten Form, gekennzeichnet durch:
einen oberen Bereich (14), der eine erste Oberfläche (16) aufweist, von welchem sich ein erster Abschnitt (20) erstreckt, und eine zweite Oberfläche (18) aufweist, von welcher sich ein zweiter Abschnitt (22) erstreckt, wobei die zweite Oberfläche (18) benachbart zur ersten Oberfläche (16) ist; und
einen unteren Bereich (12), der eine untere Oberfläche (26) aufweist, von welcher sich ein unterer Abschnitt (28) erstreckt;
wobei der erste Abschnitt (20) so konfiguriert ist, dass er mit dem unteren Abschnitt (28) in Eingriff gelangt, um die erste Formhöhlung (32) bei einer ersten geschlosse nen Position zu begrenzen, und wobei der zweite Abschnitt (22) so konfiguriert ist, dass er mit dem unteren Abschnitt (28) in Eingriff gelangt, um eine zweite Formhöh lung (24) bei einer zweiten geschlossenen Position zu begrenzen.

32. Gießwerkzeug nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Be reich (14) so konfiguriert ist, dass er mit dem unteren Bereich (12) durch eine Dreh- und Hubbewegung des oberen Bereichs (14) in Eingriff gelangt.

33. Gießwerkzeug nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Be reich (14) einschließt:
ein erstes Einspritzloch (36), das darauf ausgebildet ist, wobei das erste Einspritz loch (36) in Fluidverbindung mit der ersten Formhöhlung (32) bei der ersten ge schlossenen Position ist; und
ein zweites Einspritzloch (38), das darauf ausgebildet ist, wobei das zweite Ein spritzloch (38) in Fluidverbindung mit der zweiten Formhöhlung (34) bei der zweiten geschlossenen Position ist.