使用可動模具構件在車輛內飾面板中模制安全氣囊門特征的制作方法與工藝

本公開主要涉及含有安全氣囊門的車輛內飾面板并涉及用于制造該面板的模制技術和作業工具。

背景技術：
車輛安全氣囊是在發生撞車時朝著車輛內部展開以幫助避免其購買者受傷的安全裝置。在發生撞車之前，安全氣囊在正常車輛行駛期間可隱藏在內飾面板后方或下方。當安全氣囊展開時，其通常通過形成于內飾面板中或內飾面板周圍的展開開口進行展開。展開開口可預先形成在面板中，該面板可被移走以露出開口，或者該開口可在安全氣囊展開期間形成于面板中的預定位置處。當在展開期間形成時，可在面板的一個或多個部件中提供撕裂縫以至少部分地限定對應于安全氣囊門的開口的位置。在安全氣囊展開期間，安全氣囊門可在通過鉸鏈或其它裝置保持附接至面板的同時朝著車輛內部打開，使得其不被投入車艙。Klisch等人的第2006/0079144號美國專利申請公布描述了位于安全氣囊之上的用于車輛內飾的塑料基板。該基板沿著該基板的鉸鏈區模制有一系列長型凹槽。在該鉸鏈區處包含有織物部分，使得在安全氣囊展開期間圍繞鉸鏈區旋轉的活板保持與塑料基板的可靠附接。織物部分具有寬網格配置并在模制期間位于基板中模制工具中，使得熔化的塑料穿過寬網格滲透織物部分并在成品近半的后側或底側將織物部分固定到位。在模制過程之后通過激光從成品基板的后側切割撕裂線。割下織物部分并且沿著撕裂線部分切割基板塑料，并且鉸鏈區不被激光切割。

技術實現要素：
根據本發明的一個實施方式，提供了一種制造車輛內飾面板的方法，該車輛內飾面板具有基板，該基板沿著安全氣囊門的邊界具有減小厚度的部分。該方法包括以下步驟：（a）使用基板模具的第一模具部分和第二模具部分形成模具腔，其中第一模具部分和第二模具部分包括各自的第一模具表面和第二模具表面，第一模具表面和第二模具表面一同至少部分限定腔，第一模具部分包括可動模具構件，可動模具構件至少部分限定第一模具表面；（b）將熔化的可發泡塑料材料引入模具腔；（c）使模具部分中的至少一個模具部分移動并遠離另一個模具部分，從而增加第一模具表面與第二模具表面之間的距離，以允許塑料材料膨脹；以及（d）在塑料材料固化以在模具構件處形成基板的減小厚度的部分之前將可動模具構件定位為比第一模具表面的周圍部分更靠近第二模具表面。在另一個實施方式中，減小厚度的部分至少部分限定安全氣囊門的鉸鏈。在另一個實施方式中，該方法還包括如下步驟：在步驟（b）之前將鉸鏈加固件固定在模具腔中，使得加固件的一部分在可動模具構件處位于模具表面之間。在另一個實施方式中，固定步驟包括經由穿過鉸鏈加固件形成的開口支撐所述鉸鏈加固件。在另一個實施方式中，減小厚度的部分至少部分地限定撕裂縫位置。在另一個實施方式中，步驟（c）和（d）同時執行。在另一個實施方式中，根據步驟（a）-（d）提供了一種結構化其它注射過程。在另一個實施方式中，在步驟（c）之前和在步驟（d）之后，模具構件相對于第二模具表面位于相同的位置。在另一個實施方式中，可動模具構件包括滑動件，其中步驟（d）包括僅在與步驟（c）中模具部分的相對運動平行的方向上移動滑動件。在另一個實施方式中，提供了一種用于在安全氣囊之上使用的車輛內飾面板。車輛內飾面板包括設置在發泡的塑料基板之上的裝飾性覆蓋物。基板具有安全氣囊門，安全氣囊門在基板的減小厚度的部分處具有一體式鉸鏈。該面板還包括在一體式鉸鏈處至少部分地嵌入基板的鉸鏈加固件。在另一個實施方式中，鉸鏈加固件是亞麻布材料。在另一個實施方式中，安全氣囊門具有由鉸鏈和沿著預定展開開口位置穿過基板形成的多個開口限定的邊界。在另一個實施方式中，車輛內飾面板是車輛儀表面板。根據另一個實施方式，提供了一種用于模制具有一體式安全氣囊門的車輛內飾面板基板的注射模塑工具。該注射模塑工具包括：基板模具，具有第一模具部分和第二模具部分，第一模具部分和第二模具部分具有各自的相對的第一表面和第二表面，當模具位于關閉位置時，第一表面和第二表面一起形成模具腔。第一模具部分包括滑動件，滑動件具有端部，該端部部分地限定第一表面，并且滑動件被布置為在模制過程中從第一模具部分延伸以形成安全氣囊門的非底切特征。在另一個實施方式中，非底切特征是鉸鏈。在本申請的范圍內，可以設想，在前面的段落中、在權利要求中和/或在下面的描述和附圖中陳述的各種方面、實施方式、實施例、特征和替代選擇可以獨立地或以任何組合的方式實施。例如，結合一個實施方式公共的特征可應用于所有實施方式，除非存在不兼容特征。附圖說明將在下面結合附圖描述一個或多個實施方式，其中相同的參考標號指代相同的元件，其中：圖1是根據一個實施方式的具有一對安全氣囊門的儀表面板的剖開立體圖；圖2是來自圖1的儀表面板的鉸鏈加固件的立體圖；圖3是包括由可動模具構件部分限定的模具表面的處于關閉位置上的基板模具的一部分的截面圖；圖4是包括可動模具構件并示出位于可動模具構件與相對的模具表面之間的鉸鏈加固件；圖5是圖4的視圖，其中與圖4相比基板模具稍微打開；以及圖6是圖5的視圖，其中與圖5相比可動模具構件更加靠近相對的模具表面。具體實施方式通過下面的公開，顯而易見的是，沿著安全氣囊門的邊界具有減小厚度的部分的車輛內飾面板基板可通過使用包括可動模具構件的基板模具對基板進行模制來形成。該模具構件可在模制過程中并在熔化的塑料材料被引入模具腔內以在成品零件中形成減小厚度的部分之后移動。以減小的厚度為特征的安全氣囊門鉸鏈、撕裂縫、或其它基板特征可通過這種方法形成。圖1示出用于安全氣囊之上的車輛內飾面板的一個實施方式。所示的面板10是儀表面板，并且該面板的乘客側以剖開視圖的方式示出。面板10包括上覆蓋基板14的裝飾性覆蓋物12。面板10被配置為幫助安全氣囊穿過面板10從下面的安全氣囊模塊展開。預定的撕裂縫位置16至少部分地由穿過基板14形成的多個開口18限定。在這種情況下，撕裂縫位置16被布置為H形，使得當安全氣囊展開時，基板14沿著位置16破裂，并且兩個安全氣囊門20、20’朝著車輛內部打開。每個安全氣囊門20、20’在安全氣囊展開期間圍繞各自的鉸鏈22、22’旋轉。在該實施方式中，安全氣囊門和鉸鏈是基板的組成部分，這意味著它們與周圍的基板一同被制造為單個部件。為了簡化起見，鉸鏈22、22’在圖1中被描繪為代表示意性鉸鏈位置的直線。鉸鏈的實際形狀和配置可以變化，如后續附圖的實施例中所示，并且可包括凹陷部分、凸起部分、切口或凹槽部分、穿孔、或被設計為有助于安全氣囊門樞轉的其它特征。每個安全氣囊門20、20’包括各自的邊界24、24’，邊界24、24’由鉸鏈22、22’和撕裂縫位置16的一部分限定。例如，上安全氣囊門20的邊界24由上鉸鏈22和H形撕裂縫位置16的上腿和橫桿限定，而下安全氣囊門20’的邊界24’由下鉸鏈22’和H形撕裂縫位置16的下腿和橫桿限定。穿過面板10形成的安全氣囊展開開口共用這些邊界中的一部分。其它面板配置也是可能的，包括與方向盤安全氣囊系統、側面撞擊安全氣囊系統、或其它系統一起使用的面板。在一個實施方式中，基板不包括撕裂縫位置而是包括沿著整個安全氣囊門邊界（除了該邊界的鉸鏈部分）的貫通槽。在另一個實施方式中，在在撕裂縫位置處與覆蓋物相對的基板下側包括凹槽或其它類型的應力集中部，并且該基板可以包含或不包含開口18。對本領域技術人員來說，其它變形將變得顯而易見，這些變形包括具有不同安全氣囊門形狀的基板、覆蓋物16中的應力集中部的用于撕裂縫構造的內含物、非整體安全氣囊門鉸鏈、無鉸鏈安全氣囊門等。在包括安全氣囊門的實施方式中，面板10還可包括鉸鏈加固件26，如圖2所示。圖中所示的具體加固件26是一片亞麻布材料，該材料與圖1的基板14模制在一起，使得其至少部分地嵌入基板的塑料材料中。如文中所使用，術語“嵌入”涉及被其他材料在多側進行封裝的材料或凹進并因此附接至其它材料的材料。亞麻布材料可被描述為紡織或織物材料（編織或非編織），并且可包括天然和/或人造纖維。加固件可從其它材料（諸如金屬纖維或玻璃纖維、絲網或織物）形成。亞麻布材料26的輪廓在圖1中用虛線大致地畫出以示出其在面板10中的位置。在該具體實施例中，亞麻布26是從上安全氣囊門鉸鏈22延伸至下安全氣囊門鉸鏈22’并稍微超出各鉸鏈的單片。材料26還包括與撕裂縫位置16的一部分對齊的穿孔28，使得材料26在安全氣囊展開期間沿著穿孔28撕裂。所示亞麻布材料26的寬度小于撕裂縫位置16的H形的直立部分。但是，亞麻布材料26可以更寬并且根據需要包括額外的穿孔28或其它應力集中部。還可沿著鉸鏈加固件26的邊緣或者在其他位置包括開口30，如圖所示。這些開口可用于在注塑模具腔中支撐加固件或用于其它材料處理目的。鉸鏈加固件26是任選的，并且其它配置也是可能的。例如，在使用時，鉸鏈加固件不需要幾乎跨越如圖所示的從一個鉸鏈到另一個鉸鏈的整個安全氣囊門區域。作為加固件，其僅僅需要存在于鉸鏈在安全氣囊展開期間最有可能斷裂的安全氣囊門鉸鏈處，使得其有助于在該斷裂的兩側處將安全氣囊門固定至基板。將參照圖3-6描述可用于形成諸如如圖1所示的用于用于在安全氣囊之上使用的車輛內飾面板的基板的示例性過程和設備。更具體地，下面所述的技術可用于形成基板，該基板沿著安全氣囊門的邊界具有減小厚度的部分。雖然文中所述的在減小厚度的部分處形成安全氣囊門鉸鏈并在鉸鏈處具有鉸鏈加固件，但應理解，下面的方法可用于在沿著模制基板的任何位置（諸如沿著上述撕裂縫位置）形成減小厚度的部分。如文中所述，“減小厚度的部分”涉及基板的一部分，該部分的厚度小于周圍基板的標稱壁厚并且所小的量大于普通制造偏差，并且“減小厚度的部分”不涉及孔或通孔（即，0厚度）。該方法的一個實施方式包括以下步驟：（a）在基板模具的第一和第二模具部分的第一和第二模具表面之間形成模具腔，其中模具部分中的至少一個包括部分限定各自的模具表面的可動模具構件；（b）將熔化的塑料材料引入模具腔；（c）使基板模具的模具部分中的至少一個模具部分移動并遠離另一個模具部分，從而增加第一和第二模具表面之間的距離；以及（d）在塑料材料固化以在模具構件處形成基板的減小厚度的部分之前將可動模具構件定位為比第一模具表面的周圍部分更加靠近第二模具表面。圖3是包括第一和第二模具部分102、104的示意性基板模具100的一部分的截面圖。第一和第二模具部分102、104可以是半個模具，或者它們可以是組成基板模具100的更大數量的模具部分中的兩個。該截面是沿模具的形成安全氣囊門的部分截取的。該模具在圖3中被示出為位于關閉位置，并且模具部分102、104被配置為沿雙箭頭所指示的方向朝著和遠離彼此運動。在所示實施方式中，模具部分102是模具的后半部分并且是可動的那一半，半個模具104是模具的前半部分并且是與注塑噴嘴配合的靜止的那一半。模具部分中的至少一個，在本情況下為第一模具部分102，包括可動模具構件106，可動模具構件106用于在模制過程中形成基板的減小厚度的部分。除了能夠在第一模具部分運動時隨著第一模具部分運動之外，可動模具構件106還能夠相對于第一模具部分的周圍部分運動。在該具體實施例中，可動模具構件106是滑動件，并且附加的可動模具構件106’被包括以在沿著成品基板的另一個位置處（諸如在不同的安全氣囊門鉸鏈處）形成減小厚度的部分。當模具100如圖所示位于關閉位置時，模具腔108形成于這兩個模具部分之間。圖4-6是示出在模制過程的各步驟期間的示意性基板模具的圖3的一部分的放大視圖。圖4示出處于圖3的關閉位置的模具100。模具部分102、104中的每一個均包括限定模具腔108的各自的模具表面110、112。在該實施例中，模具表面110的一部分由模具構件106的端部114限定。模具構件106被構造和布置為在從其對應的模具部分朝著另一個模具部分的方向上延伸并且在相反方向上縮回。在所示實施方式中，可動模具構件106被配置為當模具部分打開和關閉時僅在與模具部分的運動方向平行的方向上運動。在該實施例中，任選的鉸鏈加固件26被示出位于模具腔108中。加固件26可通過各種手段支撐在模具腔108內，這些手段包括穿過加固件形成的開口（例如，圖2的開口30）、模具表面110處的真空、靜電荷、或其它手段。例如，銷或釘可設置在相應的模具部分上以在加固件中的上述開口處或穿孔處支撐加固件26。圖5示出在通過典型的注塑模制步驟或其它技術將熔化的塑料材料引入模具腔內之后的基板模具。附加地，圖5示出彼此稍微分離，即不再處于關閉位置的模制部分102、104。具體地，在該實施例中，被引入模具腔的塑料材料是可發泡塑料材料，并且該模具從關閉位置被打開預定量以允許塑料材料在模制表面之間膨脹至更大體積。在該實施例中，當塑料材料被允許膨脹時—即塑料材料與對應于成品基板的下側的模具表面110鄰接，加固件26在模具腔內通常位于其初始位置，如圖所示。在一個實施方式中，可發泡塑料材料是包括發泡劑（諸如當閾值溫度、壓力或時間滿足時在塑料材料內形成氣泡的熱、壓力或時間激化的發泡劑）的塑料材料。在另一個實施方式中，可發泡塑料材料是當材料處于熔化狀態時包括被注入和/或溶入材料中的氣體的塑料材料，其中氣體在其遇到模具腔的較低壓力時膨脹。在另一個是實例中,可發泡塑料材料是經歷在所產生的塑料材料中形成氣泡的化學反應的材料的混合物。共同地，使用可發泡塑料材料的過程可被稱為結構化氣體注射（SGI）過程。這些過程可產生成品部件，該成品部件具有由更稠密和/或未發泡外殼或表皮包圍的發泡塑料核心。例如，當可發泡塑料材料首先被注入模具腔108中時，與模具表面110、112接觸的材料可在可發泡塑料開始膨脹之前固化，從而形成由熔化的可發泡塑料填充的未發泡外殼。封裝的熔化材料隨后被允許膨脹，從而形成具有發泡核心和未發泡外殼的成品部件。使用可發泡塑料材料的模制過程的一個具體實施例是處理（可從美國馬薩諸塞州威明頓市的卓細公司（Trexel,Inc.,Wilmington,MA）獲得），其中氣體諸如氮氣或二氧化碳在被注入模具腔之前被溶解在熔化的材料中。通過SGI過程生產的部件的密度通常低于大多數塑料在未發泡情況下的密度。圖6示出處于開離位置的模具構件106。模具106從第一模具部分延伸，從而在塑料材料固化之前，將模具106定位為比第一模具表面的周圍部分更加靠近第二模具表面。模具構件106因此形成成品基板14的減小厚度的部分，在這種情況下為安全氣囊門鉸鏈22。模具部件運動的順序可以改變。在一個實施方式中，模具構件在模具從其關閉位置被打開預定量之后可重新定位以允許可發泡塑料材料膨脹。在另一個實施方式中，模具構件與模具的受控開口同時運動。在圖中所示的實施例中，這可能導致從模具處于關閉位置時開始直至塑料材料固化并且從模具移除成品基板時模具構件的總體位置相對于其它模具部分保持不變。在另一個實施方式中，在模具開始打開之后但在模具完成打開預定量以供塑料材料膨脹之前，模具構件開始運動。不同模具部件的運動量也是可變的。在一個實施方式中，當基板模具處于關閉位置時模具表面110、112之間的標稱距離為約2.0mm；模具表面110、112進一步分離約2.0mm以允許可發泡塑料材料膨脹；并且模具構件106在塑料材料固化之前延伸約2.0mm。因此，在這種情況下，模具構件106在模具構件被延伸之后相對于另一半模具的位置與模具構件106在模具構件被延伸之前并且模具處于關閉位置之前相對于另一半模具的位置相同。所產生的基板具有約4.0mm的標稱厚度，并具有約2.0mm的減小厚度的部分。本領域技術人員應理解，該實施例的非限制特性以及模制部件運動的許多組合也是可能的。在某些實施方式中，可動模具構件106可以僅僅延伸一小段距離，使得模具打開以供材料膨脹。在另一個實施方式中，滑動件延伸的量可以大于模具打開以供材料膨脹的量。因此，可以根據具體應用改變減小厚度的部分以影響安全氣囊門鉸鏈剛度，基板撕裂縫功能等。如圖所示，通過移動模具構件106來使鉸鏈加固件26（當存在時）在模具腔內位移。鉸鏈加固件26的位于模具構件106與第二模具表面112之間的部分，例如可在與模具構件106相鄰的位置處移動遠離模具表面110。根據加固件的剛性和整體性、其總體尺寸、或其它因素，整個加固件26可被位移，使得其更加靠近成品基板的外表面或頂側（與加固件26在不存在模具構件106運動的情況相比—在這種情況下，其將終止于成品基板的下側）。換言之，模具構件運動可使鉸鏈加固件位于被基板的塑料材料更好地封裝的位置（與鉸鏈加固件在左側鄰接模具表面的情況相比）。顯然，為了形成成品基板，可以包括其它方法步驟，諸如模具開口步驟、從模具中退出移除或固化的塑料部件的步驟、后期模具最后工序步驟等。在模具完全打開以用于零件移除之前或之后或在模具正在打開期間，模具構件106可相對于其對應模具的縮回至其初始位置。可動模具構件的構造和操作可根據已知結構和方法，如滑動件，例如，通常被用于塑料模制操作中的部件。然而，采用可動模具構件在成品零件中形成非底切特征是非傳統的。通過上述教導還可用于在成品零件中經由沿與模具打開/關閉方向不同的方向的模具構件運動形成底切特征，所示實施方式中的模具構件被用于在成品零件中形成非底切特征。應理解，前述內容是本發明的一個或多個優選示例性實施方式的描述。本發明不限于文中公開的具體實施方式，而是通過所附權利要求單獨限定。此外，前面描述中的所包含的陳述涉及具體搜索法并且不被認為是對本發明的范圍或權利要求中所使用的術語的定義的限制，除非術語或短語在上面明確定義。各種其它實施方式和對所公開的實施方式的各種改變和修改對本領域技術人員來說是顯而易見的。所有這些其它實施方式、改變、和修改旨在落伍所附權利要求的范圍內。如說明書和權利要求中所使用，術語“例如”、“比如”、“諸如”和“等”以及動詞“包括”、“具有”、“包含”及它們的其他動詞形式，在與一個或多個部件或其它項目的列舉結合使用時，分別被認為是開放式的，這意味著該列舉不被認為是排出其它的、附加的部件或項目。其它術語使用它們最廣義的合理含義構造，除非它們被用于需要不同解釋的環境中。