DE10120268B4

DE10120268B4 - Verfahren zur Herstellung eines Mehrfachdichte-Innenverkleidungssubstrats

Info

Publication number: DE10120268B4
Application number: DE10120268A
Authority: DE
Inventors: George B. Byma; Brian A. Royal Oak Cristea; Richard Mühlbacher
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: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2021-04-26
Also published as: DE10120268A1; US20020121721A1; US6379595B1; US6991446B2

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Mehrfachdichtesubstrates für eine ausgewählte Aufprallenergieabsorption mit einem Gießwerkzeug (10), das eine Formhöhlung (16) mit einer vorbestimmten Form hat, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst:
Bereitstellen einer ersten Gruppe (22) von unverbundenen Kügelchen, die eine erste Dichte haben und einer zweiten Gruppe (24) von unverbundenen Kügelchen, die eine zweite Dichte haben;
Füllen der Formhöhlung (16) mit einer ersten Gruppe (22) der unverbundenen Kügelchen an einem vorbestimmten Ort in der Formhöhlung (16), die ausreicht, einen Hohlraum in der Formhöhlung (16) zu hinterlassen;
Einspritzen einer genügenden Menge der zweiten Gruppe (24) der unverbundenen Kügelchen in den Hohlraum; und
Verbinden der ersten und zweiten Gruppen (22, 24) der Kügelchen zusammen mit Dampf, um das Mehrfachdichtesubstrat (214) zu definieren, das die vorbestimmte Form hat,
gekennzeichnet durch das Platzieren der ersten Gruppe (22) der unverbundenen Kügelchen in eine Umhüllung (23) vor dem Verfahrensschritt des Füllens, um die...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Mehrfachdichtesubstrat für eine ausgewählte Aufprallenergieabsorption, ausgewählte konstruktive Unterschiede, ausgewählte Beständigkeit und ein Verfahren Herstellung desselben in Fahrzeugen.
Es besteht ein wachsendes Erfordernis, die Energieabsorptionseigenschaften von Kraftfahrzeug-Innenverkleidungssubstraten zu verbessern, welche auch eine strukturelle Auflage für die Blechkonstruktion eines Fahrzeugs liefern. Solche Blechkonstruktionen schließen Säulen, Längsträger und Dachkonstruktionen ein. Die Industrie wurde jedoch bei der Bestimmung einer kostengünstigen Weise der Herstellung von Innenverkleidungssubstraten und Innenkomponenten herausgefordert, um Industrieanforderungen zu erfüllen. Zum Beispiel fahren Hersteller damit fort, nach Wegen zur Verbesserung der Eigenschaften von Substraten zum Absorbieren von Energie in einer kostengünstigen Weise zu suchen, währenddessen eine strukturelle Auflage geschaffen wird.
Eine Herausforderung, der Hersteller gegenüberstehen, besteht darin, dass eine Energieabsorption im Fahrzeuginnenraum, wie z.B. bei Säulen, Längsträgern oder der Dachkonstruktion eines Fahrzeuges, unterschiedliche Anteile oder unterschiedliche Dichten von Energieabsarptionsmaterial, das gegossene Schaumstoff oder gegossene Kügelchen einschließt, erfordert. Dieses rührt von der Fahrzeugkonstruktionsgestaltung her, welche typischerweise eine Vielzahl von Blechteilen einschließt, die den Fahrzeuginnenraum eines Fahrzeuges bilden. Die Dicke und die geometrische Steifigkeit des Blechs bestimmen typischerweise den Anteil des erforderlichen Energieabsorptionsmaterials. Das heißt, je dicker und/oder steifer die Bleche sind, desto mehr Absorptionsmaterial ist erforderlich, um die Industrieerfordernisse zu erfüllen. Somit würden Materialien unterschiedlicher Anteile von Energieabsorption und/oder unterschiedlicher Dichten in Innenverkleidungssubstraten nützlich sein.

Obwohl gegenwärtige energieabsorbierende Teile ausreichend sein können, können hierfür aber Verbesserungen gemacht werden. Gegenwärtig werden Mehrfachdichtekomponententeile für energieabsorbierende Zwecke hergestellt. Einige Mehrfachdichtekomponententeile werden getrennt hergestellt und dann miteinander kombiniert, um ein energieabsorbierendes Teil zu umfassen, welches an einem Bereich eines Fahrzeugabschnitts, wie z.B. einer Säule, befestigt wird. Mehr im einzelnen, Einfachdichteschaum oder Einfachdichtekügelchen werden gegossen, um eine Form einer Fahrzeugkomponente zu bilden. Der gegossene Schaumstoff oder die gegossenen Kügelchen werden dann an einem vorbestimmten Bereich auf einem Innenverkleidungsmaterial oder einer Schale befestigt, welche dann auf der Blechkonstruktion eines Fahrzeugs befestigt wird. Die getrennten Herstellungsprozesse, die beim Bilden des gegossenen Schaumstoffs oder der gegossenen Kügelchen verwendet werden und für die Innenverkleidungssubstrate verwendet werden, resultieren in zusätzlicher Herstellungszeit und zusätzlichen Herstellungskosten.

Das US-Patent US 5700050 A für Gonas offenbart ein energieabsorbierendes Kraftfahrzeuginnenverkleidungsteil. Das Teil hat eine Schale, die aus Polypropylenabschnitten hergestellt ist und mittels Trennwänden unterteilt ist, um sich von der Außenwand der Schale zu erstrecken. Die Schale wird dann mit strukturell angefertigtem energieabsorbierenden Schaumstoff gefüllt.

Aus der DE 197 54 180 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Innendekoration von Fahrzeugen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. In einer Variante dieses Verfahrens werden gleichzeitig Kügelchen unterschiedlicher Dichte in zwei Bereiche eines gemeinsamen Formhohlraums eingefüllt, um später beim Ausschäumen Bereiche unterschiedlicher Dichte bereitzustellen. Nachteilig daran ist jedoch, dass die Lage der Grenze zwischen den beiden Dichtebereichen nicht gut vorhersagbar ist. Ist beispielsweise der Zugang für eine Sorte der Kügelchen verstopft, so wird ein größerer Bereich des Formhohlraums durch die anderen Kügelchen gefüllt, so dass sich die Grenzschicht verschiebt. Dies ändert jedoch auch die Energieabsorptionseigenschaften des hergestellten Artikels. Da diese Energieabsorptionseigenschaften folglich nicht genau definierbar sind, kann der Artikel standardisierte, industrielle Anforderungen nicht erfüllen.

Was somit erforderlich ist, ist ein verbessertes Verfahren zum Herstellen eines einstückig geformten Substrats, das effizienter die Industrieanforderungen für eine Energieabsorption bei Kollisionsaufprallen erfüllt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Die Erfindung ist also ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Mehrfachdichtesubstrates für eine Aufprallenergieabsorption mit einem Gießwerkzeug, das eine Formhöhlung mit einer vorbestimmten Form aufweist. Das Verfahren schließt das Bereitstellen einer ersten Gruppe von unverbundenen Kügelchen mit einer ersten Dichte in einer Umhüllung und einer zweiten Gruppe von unverbundenen Kügelchen mit einer zweiten Dichte ein, schließt das Füllen der Formhöhlung mit der ersten Gruppe von unverbundenen Kügelchen an einem vorbestimmten Ort in der Formhöhlung ein, das ausreicht, einer Hohlraum in der Formhöhlung zu hinterlassen, und schließt das separate Einspritzen einer genügenden Menge einer zweiten Gruppe von unverbundenen Kügelchen in den Hohlraum ein. Das Verfahren schließt weiterhin das Verbinden der ersten und zweiten Gruppen von Kügelchen mittels Dampf ein, um eine gegossene Gruppe von verbundenen Kügelchen, die die vorbestimmte Form haben, zu definieren.

In einer Variante schließt das Verfahren das Bereitstellen eines Beutels ein, der eine erste Gruppe von unverbundenen vorexpandierten Kügelchen mit einer ersten Dichte enthält und schließt das Bereitstellen einer zweiten Gruppe von unverbundenen vorexpandierten Kügelchen mit einer zweiten Dichte ein, schließt das Füllen eines Bereiches des Gießwerkzeuges mit dem Beutel einschließlich der ersten Gruppe von unverbundenen Kügelchen an einem vorbestimmten Ort an dem Gießwerkzeug ein, und schließt das Einspritzen der zweiten Gruppe von unverbundenen Kügelchen in das Gießwerkzeug ein. Das Verfahre schließt weiterhin das Verbinden der ersten und zweiten Gruppe von Kügelchen mittels Hitze ein, um eine gegossene Gruppe von verbundenen Kügelchen zu definieren, die eine vorbestimmte Form haben, und schließt das Kühlen der gegossenen Gruppe von verbundenen Kügelchen auf ausreichende Weise ein, um das Mehrfachdichtesubstrat zu definieren.

Die Erfindung nutzt insbesondere ein System zur Herstellung eines Mehrfachdichtesubstrates für unterschiedliche Aufprallenergieabsorptionen zu schaffen, mit einem Gießwerkzeug einer vorbestimmten Form, einer ersten Gruppe von unverbundenen Kügelchen, die eine erste Dichte haben und einer zweiten Gruppe von unverbundenen Kügelchen, die eine zweite Dichte haben. Das System schließt einen Mechanismus zum Füllen eines Bereiches der Form mit der ersten Gruppe von unverbundenen Kügelchen an einer vorbestimmten Stelle in dem Gießwerkzeug ein, die ausreicht, einen Hohlraum in dem Gießwerkzeug zu hinterlassen, und schließt einen Mechanismus zum Einspritzen in den gefüllten Gießwerkzeugbereich mit einer genügenden Menge einer zweiten Gruppe von unverbundenen Kügelchen in den Hohlraum ein. Das System schließt ferner einen Mechanismus zum Verbinden der ersten und zweiten Gruppe von Kügelchen mit Dampf ein, um eine gegossene Gruppe von unverbundenen Kügelchen zu definieren, die eine vorbestimmte Form haben.

Gemäß Anspruch 18 stellt die Erfindung ein verbessertes Mehrfachdichtesubstrat für eine Aufprallenergieabsorption zur Verfügüng. Das Substrat ist eine gegossene Gruppe von verbundenen Kügelchen, die durch einen Dampfheizungsprozess hergestellt wurden und eine vorbestimmte Form haben. Das Substrat umfasst eine erste Gruppe von expandierten verbundenen Kügelchen mit einer ersten Dichte, um ein erstes Dichteniveau zu definieren, umfasst eine zweite Gruppe von expandierten verbundenen Kügelchen mit einer zweiten Dichte, die einstückig benachbart zu der ersten Gruppe von expandierten verbundenen Kügelchen angeordnet sind, und umfasst eine Umhüllungsvorrichtung der ersten Gruppe von expandierten verbundenen Kügelchen, die zwischen der ersten und zweiten Gruppe angeordnet ist, um auf ausreichende Weise das erste und zweite Dichteniveau zu trennen, um das Mehrfachdichtesubstrat einer vorbestimmten Form zu definieren.

Ein verbessertes einstückig geformtes Substrat, das ein einzelnes Verfahren zur Herstellung eines solchen Substrats ausführt, hilft bei der Verminderung der gegenwärtigen Herstellungszeit und Herstellungskosten. Darüber bieten einstückig geformte Mehrfachdichteenergieabsorptionsmaterialien Unterstützung bei der Verbesserung der Herstellung von Innensubstraten zur Erfüllung von Industrieanforderungen, um Energie bei Aufprallkollisionen zu absorbieren, währenddessen eine ausreichende Auflage geschaffen wird.

Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Darin zeigen:
1 eine Perspektivansicht eines Gießwerkzeuges, teilweise durchsichtig gezeichnet, welches zum Ausführen der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
2a eine Draufsicht des Gießwerkzeuges von 1 mit einem weggeschnittenen Bereich, um eine erste Gruppe von unverbundenen Kügelchen darzustellen, die in eine Aussparung, die in dem Gießwerkzeug ausgebildet ist, gefüllt sind;
2b eine Draufsicht des Gießwerkzeuges mit einem weggeschnittenen Bereich, um eine zweite Gruppe von unverbundenen Kügelchen darzustellen, die in die Aussparung benachbart zu der ersten Gruppe von unverbundenen Kügelchen eingespritzt sind;
3 ein Flussplan eines Verfahrens, das zur Herstellung eines Mehrfachdichte-Innenverkleidungssubstrats mit dem Gießwerkzeug von 1 ausgeführt wurde;
4 eine Querschnittsansicht des Mehrfachdichte-Innenverkleidungssubstrats, das in Übereinstimmung mit dem Verfahren von 3 geformt wurde, und
5 eine weggeschnittene Perspektivansicht des Substrats von 4.
1 stellt ein Gießwerkzeug 10 dar, das teilweise durchsichtig gezeichnet wurde. Das Gießwerkzeug 10 kann zur Herstellung eines Mehrfachdichte-Innenverkleidungssubstrats in Übereinstimmung 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. Der untere Bereich 12 schließt eine Aussparung oder einen Höhlung 16 ein, die darin ausgebildet ist. Cer untere Bereich schließt ein Einspritzloch 18 und Dampflöcher 20 ein, die nachstehend weiter beschrieben werden.
2a stellt eine Draufsicht des Gießwerkzeuges 10 in einer offenen Position dar. Wie gezeigt ist, ist eine erste Gruppe 22 von vorexpandierten unverbundenen Kügelchen (pre-expanded unbonded beads) in einer Packungsumhüllung oder einem Beutel 23 platziert, welcher in die Aussparung 16 eingebracht wurde, um einen ersten Bereich zu begrenzen, welchen der Beutel 23 einnimmt. Der Beutel 23 kann automatisch in die Aussparung 16, z.B. durch Robotertechnik, oder manuell, z.B. mittels Hand, eingelegt werden. 2b stellt eine zweite Gruppe 24 von vorexpandierten unverbundenen Kügelchen dar, welche dann in einen verbleibenden Bereich der Aussparung 16 gefüllt werden kann, um einen zweiten Bereich oder Hohlraum zu begrenzen, welchen der Beutel 23 nicht einnimmt. Wie ferner in den 2a und 2b gezeigt ist, schließt der untere Bereich 12 das Einspritzloch 18 ein, durch welches eine Düse 26 eingesetzt werden kann. Die Düse 26 spritzt eine zweite Gruppe 24 von unverbundenen Kügelchen in das Gießwerkzeug 10 in einer geschlossenen Position ein, wie in 2b gezeigt ist. Der untere Bereich 12 schließt außerdem Dampflöcher 20 ein, welche Dampfleitungen (nicht gezeigt) aufnehmen, um Dampf zu den unverbundenen Kügelchen einzulassen.
Das Gießwerkzeug 10 kann eine herkömmliche Steuerung, Installation und Gießwerkzeug-Betätigungsmechanismen einschließen, um eine geeignete Arbeitsweise des unteren Bereiches 12 und des oberen Bereiches 14 zu ermöglichen. Zum Beispiel können die Bereiche 12, 14 des Gießwerkzeuges 10 an zwei Trägerplatten befestigt sein, die auf Verbindungsstangen montiert sind. Eine Trägerplatte kann stationär sein, währenddessen die andere beweglich sein kann, um das Öffnen und Schließen der Bereiche 12 und 14 zu gestatten. Die Trägerplattenbetätigung kann durch Hydraulik- oder Pneumatikzylinder ausgeführt werden. Dampf kann dem Gießwerkzeug 10 über herkömmliche Verteiler- und Einzelleitungen zugeführt werden.
3 stellt ein Verfahren 110 dar, das ausgeführt wird, um ein Mehrfachdichte-Innenverkleidungssubstrat mit dem Gießwerkzeug 10 der 2a und 2b herzustellen. Wie im Kasten 112 gezeigt ist, schließt das Verfahren das Bereitstellen der ersten Gruppe 22 von unverbundenen vorexpandierten Kügelchen mit einer ersten Dichte und der zweite Gruppe 24 von unverbundenen vorexpandierten Kügelchen mit einer zweiten Dichte ein. In dieser Ausführungsform hat jedes Kügelchen der ersten Gruppe 22 eine größere Dichte, als jedes Kügelchen der zweiten Gruppe 24. Jedes Kügelchen der ersten Gruppe 22 jedoch kann kleiner sein als jedes Kügelchen der zweiten Gruppe 24. Bevorzugterweise beträgt die Dichte jedes Kügelchen zwischen 10 kg/m³ und 120 kg/m³.
Die Kügelchen können vorexpandiert sein durch eine geeignete Einrichtung, wie z.B. stetig wirkendem Dampf, Förderer- und Dampfkammer, Dampfdruckkammer (Dosierung), stetig wirkender heiße Luft, Förderer/Strahlheizkörper, heißes Wasser (Dosierung) und Ofen (Dosierung). In dieser Ausführungsform sind die Kügelchen mit heißer Druckluft für mehrere Stunden vorgespannt. Die verwendeten Kügelchen können auch ein leitfähiges Material, wie z.B. Kohlepulver, einschließen, um ein daraus resultierendes Gießteil mit leitfähigen Eigenschaften zu schaffen. Dieses kann erzielt werden durch Füllen des Beutels 23 mit Kügelchen, die ein leitfähiges Material, z.B. Kohlepulver, aufweisen. Während des Einlassens von Dampf werden die Kügelchen an dem Ort, an weichem der Beutel 23 eingelegt wurde, verdichtet, um die leitfähigen Eigenschaften für Anwendungen, wie z.B. Heizkissen, eine elektrische Leitung oder andere geeignete Verwendungen zu schaffen.
Es ist anzumerken, dass andere Kügelchen verwendet werden können, welche nicht über den Schutzumfang oder den Geist der vorliegenden Erfindung hinausgehen. Andere Kügelchen können Polyethylenkügelchen, Polystyrolkügelchen, andere thermoplastische Kügelchen und Mischungen derselben. einschließen, sind aber nicht darauf begrenzt. Darüber hinaus können die Kügelchen Wärmeausdehnungskomponenten haben, um bei der Veränderung der Dichte zwischen einer Vielzahl einer Gruppe von Kügelchen zu helfen. Zum Beispiel können in einer Ausführungsform die Kügelchen Polystyrolkügelchen sein, die einen vorbestimmten Anteil einer Wärmeausdehnungskomponente haben, wie z.B. Pentan oder eine andere geeignete Komponente. Ein Unterschied in dem Anteil der Wärmeausdehnungskomponente zwischen einer Vielzahl von Gruppen von Kügelchen schafft eine Differenz in der Dichte zwischen jedem Kügelchen jeder jeweiligen Gruppe. Zusätzlich können andere Kügelchen das Produkt mit der Handelsbezeichnung GECET^TM, hergestellt durch Huntsman Chemical Corporation of Cheasapeake, Virginia und das Produkt mit der Handelsbezeichnung NEOPOLEN-P^TM, hergestellt durch die BASF-Corporation von Wyandotte, Michigan einschließen. Es ist auch anzumerken, dass Material, das die Kügelchen umfasst, z.B. Polypropylen, recyceltes Material oder rohes (nicht recyceltes) Material sein kann.
In dieser Ausführungsform ist ein vorbestimmter Anteil der ersten Gruppe 22 von unverbundenen vorexpandierten Kügelchen in einer Packungsumhüllung platziert, wie z.B. einem Beutel aus einem niedrigschmelzenden Polymer. Der Beutel 23 aus einem niedrigschmelzendem Polymer kann aus einem Polymer, wie z.B. Polypropylen hergestellt sein. Wie im Kasten 114 gezeigt ist, wird der Beutel 23, der die erste Gruppe 22 von unverbundenen Kügelchen aufweist, dann in die untere Aussparung 16 eingelegt. In dieser Ausführungsform ist der Beutel 23 so dimensioniert, dass er in den ersten Bereich passt. Der Beutel 23 kann jedoch größer oder kleiner im Volumen sein, um einen größeren oder kleineren Anteil von Kügelchen darin einzuschließen. Somit kann der Beutel 23 ein vorgeformter Beutel mit einer vorbestimmten Form sein, um einer vorbestimmten Form einer Aussparung in einem Gießwerkzeug angepasst zu werden. Der Beutel 23 wirkt so, dass er die erste Gruppe 22 von der zweiten Gruppe 24 während der weiteren Verarbeitungsstufen der vorliegenden Erfindung trennt.
Wie oben erläutert, kommen die Bereiche 12 und 14 in Eingriff, um das Gießwerkzeug 10 zu schließen. Einer der Bereiche kann stationär sein, und der andere bewegt sich, um das Gießwerkzeug 10 in einer geschlossenen Position zu platzieren. Wie im Kasten 116 gezeigt ist, wird die zweite Gruppe 24 in das Gießwerkzeug 10 in seiner geschlossenen Position durch herkömmliche Luftfördersysteme eingespritzt, wie in 2b gezeigt ist.
Mehr im einzelnen, die zweite Gruppe 24 wird in das Gießwerkzeug 10 mittels der Düse 26 über das Einspritzloch 18 eingespritzt.
Dann kann Dampf in das Gießwerkzeug 10 über die Dampflöcher 20 eingelassen werden, wenn das Gießwerkzeug 10 in seiner geschlossenen Position befindlich ist, um die Gruppen 22, 24 von Kügelchen zusammen zu verbinden, wie im Kasten 120 gezeigt ist. Bevorzugterweise wird der Dampf in das Gießwerkzeug 10 bei 2,7 bis 4,1 bar (40 bis 60 Pounds per square inch gauge (psig)) und 110° C (230°F) bei 1,0 bis 3,0 Minuten und dann bei 2,7 bis 4,1 bar (40 bis 60 psig) und 49° C (120°F) bei 1,0 bis 3,0 Minuten lang eingelassen. Dieses bewirkt, dass sich die Gruppen 22, 24 von Kügelchen miteinander verbinden, wie im Kasten 118 gezeigt ist, was eine integrierte gegossene Gruppe schafft. Der Dampf bewirkt eine weitere Expansion der Kügelchen und presst diese, um mit der Form der Aussparung 16 übereinzustimmen. Die expandierenden Kügelchen verschließen die Dampflöcher 20 in dem Gießwerkzeug 10 und sperren den Einlass des Dampfes ab. In dieser Ausführungsform schmilzt bei eingelassenem Dampf der Beutel 23 aus niedrigschmelzendem Polymer, um den Kontakt der Gruppen 22 und 24 zu ermöglichen. Eine Trennung wird jedoch zwischen der ersten Gruppe 22 und der zweiten Gruppe 24 beibehalten, um die ersten und zweiten Bereiche, die die unterschiedlichen Dichten haben, zu begrenzen.
Alternativ dazu kann der Beutel 23 ein Maschenbeutel sein, der auf geeignete Weise die erste Gruppe 22 von unverbundenen Kügelchen hält. Der Beutel ist jedoch aus einem Material in Maschenform hergestellt, um der zweiten Gruppe 24 zu ermöglichen, teilweise die erste Gruppe über den Maschenbeutel zu kontaktieren und den Durchfluss des Dampfes zu ermöglichen. Der Maschenbeutel 23 kann ein Netz oder Sieb sein, der aus einem Material ausgebildet ist, das einen höheren Schmelzpunkt hat, als die Polypropylenkügelchen. In dieser Ausführungsform schmilzt der Maschenbeutel 23 nicht während der Erwärmung der Kügelchen. Somit wirkt der Maschenbeutel 23 so, dass er kontinuierlich die erste Gruppe 22 von der zweiten Gruppe 24 während der Erwärmung trennt, obwohl ein teilweiser Kontakt der Gruppen 22 und 24 ermöglicht wird, um auf geeignete Weise die Gruppen 22 und 24 miteinander zu verbinden.
Als nächstes wird, wie im Kasten 122 gezeigt ist, das Gießwerkzeug mit einem resultierenden Teil oder Innenverkleidungssubstrat darin durch Wasser und/oder durch herkömmliche Vakuumverfahren gekühlt (nicht gezeigt), bis sich das resultierende Teil stabilisiert hat. Dieses wird getan, um zu verhindern, dass das Teil durch eingeschlossenen kondensierenden Dampf während der Behandlung des Teils zusammensackt. Dann wird das Teil durch eine geeignete Einrichtung ausgeworfen.
Wie in den 4 und 5 gezeigt ist, schließt das Innenverkleidungssubstrat 210 einen Innenbereich 212 mit einer ersten Dichte und einen Außenbereich 214 mit einer zweiten Dichte ein. Wenn gewünscht, kann eine Außenschicht 216 daran befestigt werden, um ein ästhetischeres Aussehen zu schaffen. Alternativ dazu, kann die Außenschicht 216 in dem Gießwerkzeug 10 vor dem Plazieren der Kügelchen in dem Gießwerkzeug 10 platziert werden, was das Erfordernis der Befestigung einer Außenschicht nach dem Erwärmen vermeidet. Die Außenschicht 216 kann ein herkömmliches Sichtoberflächenmaterial sein, wie z.B. Polyolefin, Vinyl oder andere geeignete Materialien. Zusätzlich ist anzumerken, dass, obwohl die 4 und 5 den Innenbereich 212 so darstellen, dass er an die Blechkonstruktion 215 angrenzt, der Bereich 212 so gestaltet sein, dass er nur an eine Seite der Konstruktion 215 angrenzt, wenn das gewünscht wird.
Eine oder eine Vielzahl von herkömmlichen Befestigungsmitteln kann innerhalb des Gießwerkzeuges angeordnet sein, um mit den Kügelchen verbunden zu werden, um ein Innenverkleidungssubstrat zu schaffen, das integrierte Befestigungsmittel aufweist, die direkt an der Blechkonstruktion des Fahrzeugs befestigt werden können. Dieses vermeidet das Erfordernis von Klebemitteln, die verwendet werden, um die Befestigungsmittel auf das Substrat zu kleben.
Es ist anzumerken, dass, wenn Bereiche auf einem Substrat unterschiedliche Dichten haben, solche Bereiche unterschiedliche Farbschattierungen als ein Ergebnis dessen haben können. Wenn gewünscht, kann das einstückig geformte Mehrfachdichte-Innenverkleidungssubstrat mehrere Stellen haben statt Vielfachschichten unterschiedlicher Dichten, ohne dass das den Schutzumfang oder den Geist dieser Erfindung verlässt. Zum Beispiel kann ein Dachhimmel (nicht gezeigt), der nach dem Verfahren dieser Erfindung hergestellt ist, einfach durch Ändern des Gießwerkzeuges zur Form des gewünschten Dachhimmels geformt werden, der mehrere Stellen hat, in welchem unterschiedliche Gruppen von Kügelchen, die unterschiedliche Dichten haben, für eine Energieabsorption und/oder strukturelle Zwecke, platziert sein können.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Mehrfachdichtesubstrates für eine ausgewählte Aufprallenergieabsorption mit einem Gießwerkzeug (10), das eine Formhöhlung (16) mit einer vorbestimmten Form hat, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst: Bereitstellen einer ersten Gruppe (22) von unverbundenen Kügelchen, die eine erste Dichte haben und einer zweiten Gruppe (24) von unverbundenen Kügelchen, die eine zweite Dichte haben; Füllen der Formhöhlung (16) mit einer ersten Gruppe (22) der unverbundenen Kügelchen an einem vorbestimmten Ort in der Formhöhlung (16), die ausreicht, einen Hohlraum in der Formhöhlung (16) zu hinterlassen; Einspritzen einer genügenden Menge der zweiten Gruppe (24) der unverbundenen Kügelchen in den Hohlraum; und Verbinden der ersten und zweiten Gruppen (22, 24) der Kügelchen zusammen mit Dampf, um das Mehrfachdichtesubstrat (214) zu definieren, das die vorbestimmte Form hat, gekennzeichnet durch das Platzieren der ersten Gruppe (22) der unverbundenen Kügelchen in eine Umhüllung (23) vor dem Verfahrensschritt des Füllens, um die erste Gruppe (22) von der zweiten Gruppe (24) von Kügelchen zu trennen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung ein Beutel (23) aus einem niedrigschmelzenden Polymer ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden der ersten und zweiten Gruppe (22, 24) von Kügelchen mit Dampf das Schmelzen des Beutels (23) aus niedrigschmelzendem Polymer einschließt, um das Verbinden der Kügelchen zu ermöglichen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (23) ein Maschenbeutel ist, der einen höheren Schmelzpunkt hat als die erste und zweite Gruppe (22, 24) der Kügelchen.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden der ersten und zweiten Gruppe (22, 24) von Kügelchen mit Dampf das Verbinden der ersten und zweiten Gruppe (22, 24) von Kügelchen durch den Maschenbeutel. einschließt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unverbundenen Kügelchen vorexpandierte unverbundene Kügelchen sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppen (22, 24) von Kügelchen ein leitfähiges Material einschließen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Dichte im Bereich zwischen 10 und 120 Kilogramm pro Kubikmeter liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichte größer als die zweite Dichte ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichte geringer als die zweite Dichte ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden der ersten und zweiten Gruppe (22, 24) der Kügelchen das Einlassen von Dampf in das Gießwerkzeug (10) einschließt bei Zuständen von zwischen 2,7 und 4,1 bar (40 und 60 pounds per square inch) bei etwa 110° C (230°F) etwa 1,0 bis 3,0 Minuten lang und zwischen 2,7 und 4,1 bar (40 bis 60 pounds per square inch) bei etwa 49° C (120°F) etwa 1,0 bis 3,0 Minuten lang.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gruppe (22) der unverbundenen Kügelchen in das Gießwerkzeug (10) eingefüllt wird, wenn das Gießwerkzeug (10) in einer offenen Position befindlich ist.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Gruppe (24) von unverbundenen Kügelchen in das Gießwerkzeug (10) eingespritzt wird, wenn das Gießwerkzeug (10) in einen geschlossenen Position befindlich ist.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt Füllen einer Substratkomponente in das Gießwerkzeug (10) vor dem Füllen der ersten Gruppe (22) der unverbundenen Kügelchen.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente ein Dachhimmelbefestigungsmittel ist.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente eine Außenschicht (216) des Mehrfachdichtesubstrats ist.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt Kühlen der gegossenen Gruppe von verbundenen Kügelchen, um auf ausreichende Weise das Mehrfachdichtesubstrat zu stabilisieren.
Mehrfachdichtesubstrat für eine Aufprallenergieabsorption, hergestellt durch ein Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche.