用于安全气囊覆盖物的不可见撕裂缝的制作方法
【专利摘要】车辆内板包括具有不可见撕裂缝的装饰覆盖物，不可见撕裂缝用于在安全气囊展开过程中形成穿过覆盖物的展开开口。撕裂缝通过从装饰侧机械穿刺覆盖物的表层而形成。表层由自我修复材料形成，从而允许穿刺工具形成比该工具的有效穿刺直径更小的微孔而不存在对打算以其它方式隐藏所形成的撕裂缝的后续工艺的需要。以这种方式形成的撕裂缝在与诸如激光刻痕的其它方法相比时可提供更大的工艺窗、更低的制造和装配费用、和/或更短的循环时间。撕裂缝功能还可被改善和/或更可预测。
【专利说明】用于安全气囊覆盖物的不可见撕裂缝
【技术领域】
[0001 ] 本发明公开主要涉及具有撕裂缝以用于安全气囊上的覆盖物和车辆内板。
【背景技术】
[0002]车辆安全气囊是在发生撞车事故时朝车辆内部展开以帮助保护司乘人员免受伤害的安全装置。安全气囊可在车辆正常行驶过程中隐藏在内板后方或下方，直至发生这种事故。当安全气囊展开时，这通常通过形成于内板中或周围的展开开口来进行。展开开口可实现在板中，板可移开以展现开口，或者开口可在板中的预先确定的位置处在安全气囊展开过程中形成。当在展开过程中形成的情况下，撕裂缝可设置在板的一个或多个部件中以至少部分地限定开口的位置。
[0003]斯图克尔(Stuckle)等人的DE4411283号德国专利描述了一种形成撕裂缝的方法，该方法包括缝制外箔(outer foil)以在安全气囊上将外箔保持到位。用于实施缝制的针沿外箔中的槽或沟穿刺外箔以形成可见的、缝制的撕裂线。外箔沿缝制的撕裂线被加热以缩小穿孔，然后迅速冷却。
【发明内容】
[0004]根据本发明的一个实施方式，制造具有不可见安全气囊撕裂缝的车辆内板的方法包括以下步骤:(a)提供具有自我修复表层的装饰覆盖物；(b)在衬底上设置覆盖物以至少部分地形成车辆内板，衬底具有预先确定的安全气囊展开开口位置；以及(C)机械穿刺自我修复表层以在与安全气囊展开开口位置相对应的多个间隔开的位置处形成微孔。穿刺从覆盖物的装饰侧进行，并且包括微孔的不可见撕裂缝被形成在覆盖物中。
[0005]在本发明的另一个实施方式中，每个微孔使用穿刺工具穿刺表层而形成，穿刺工具的有效穿刺直径至少约为所形成的微孔的有效直径的两倍。
[0006]在本发明的另一个实施方式中，位于撕裂缝的一个部分处相邻的微孔之间的间隔比位于撕裂缝的另一个部分处相邻的微孔之间的间隔更大。
[0007]在本发明的另一个实施方式中，微孔中的至少一些包括具有应力引导部的横截面形状。
[0008]在本发明的另一个实施方式中，间隔开的位置中的至少一些相隔小于3mm。
[0009]在本发明的另一个实施方式中，微孔中的每一个均与其它微孔形成于不同的时间。
[0010]在本发明的另一个实施方式中，微孔中的每一个均通过单个针形成。
[0011]在本发明的另一个实施方式中，步骤(C)在步骤(b)之后进行。
[0012]在本发明的另一个实施方式中，步骤(C)在步骤(b)之前进行。
[0013]在本发明的另一个实施方式中，步骤(C)包括以下步骤:(I)使穿刺工具沿基本垂直于覆盖物的外表面的方向朝所述覆盖物移动，至少直至穿刺工具穿过所述表层；(2)使穿刺工具沿基本垂直于覆盖物的外表面的相反方向移动，至少直至穿刺工具从覆盖物中完全退出；(3)将穿刺工具转位(index)至间隔开的位置中的另一个；以及(4)重复步骤(I)和(2)。
[0014]根据本发明的另一个实施方式，在车辆安全气囊上使用的车辆内板，包括衬底和装饰覆盖物，衬底具有预先确定的安全气囊展开开口位置，装饰覆盖物设置在衬底上。装饰覆盖物具有由自我修复材料形成的表层。车辆内板还包括形成在安全气囊展开开口位置上的装饰覆盖物中的撕裂缝。撕裂缝包括穿过表层形成的多个微孔，并且多个微孔具有小于约0.25mm的平均的有效直径。
[0015]在本发明的另一个实施方式中，表层由具有200 %或更大的断裂伸长率(elongation at break)的材料形成。
[0016]在本发明的另一个实施方式中，表层包括外表面和形成在外表面中的粒面图案(grain pattern)。
[0017]在本发明的另一个实施方式中，装饰覆盖物包括位于衬底与表层之间的内层，并且表层由热塑性烯烃材料形成。
[0018]在本发明的另一个实施方式中，车辆内板为车辆仪表板。
[0019]在本申请的范围内，可设想记载于前段中、权利要求书中和/或以下说明书和附图中的多种方面、实施方式、示例、特征和替代方式可被单独进行或以其任意组合的方式进行。例如，在与本发明的一个实施方式相关联地公开的特征适用于本发明的所有实施方式，除非有特征的不兼容性。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]下文中将结合附图描述一个或多个实施方式，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中:
[0021]图1是具有布置在安全气囊模块上的不可见撕裂缝的仪表板的剖开视图；
[0022]图2是根据本发明的一个实施方式的车辆内板的剖面图，示出了通过机械穿刺工艺从覆盖物的装饰侧形成的撕裂缝；
[0023]图3是图2的车辆内板的剖面图，附加地示出了形成在衬底中的撕裂缝；
[0024]图4是车辆内板的剖面图，示出了通过另一种机械穿刺工艺从覆盖物的装饰侧形成的撕裂缝；
[0025]图5是车辆内板的剖面图，示出了通过又一种机械穿刺工艺从覆盖物的装饰侧形成的撕裂缝；
[0026]图6是具有包括微孔的撕裂缝的装饰覆盖物的一部分的平面图，其中相邻的微孔之间具有可变的间距。
[0027]图7至图9分别是装饰覆盖物的一部分的平面图，示出了包括不同截面形状的微孔的撕裂缝，每个截面形状包含应力引导部；
[0028]图10是车辆内板的剖面图，示出了包括从覆盖物的装置侧形成的多个微凹痕的撕裂缝；
[0029]图11是具有穿过表层形成的微孔的样本覆盖物的外表面的显微照片；以及
[0030]图12是在氙弧测试后拍摄的具有穿过表层形成的微孔的另一样本覆盖物的外表面的显微照片。【具体实施方式】
[0031]如将是通过以下公开而显而易见的，不可见撕裂缝可从装饰侧通过机械穿刺的方法形成在安全气囊覆盖物中。在某些应用中，在与如激光刻痕的其它方法相比时，以这种方式形成的撕裂缝可以提供更大的加工窗、更低的制造和装配费用、和/或更短的循环时间。撕裂缝功能还可被改善和/或在一些情况下更可预测。自我修复材料可用于覆盖物表层中以允许穿刺工具形成比该工具的有效穿刺直径更小的微孔而无需进行旨在以其它方式隐藏形成的撕裂缝的后续处理。应注意，附图并不是必须按照比例绘制，并且所示出的任何交叉阴影仅用于在不同的部件之中清晰地区分开而不打算限制可用于每个部件的材料的类型。
[0032]现在参照图1，示意性车辆内板10的剖开视图示出安装在车辆内板10下方的安全气囊模块12。板10包括单层或多层材料，每层可包括用于在每层中形成安全气囊展开开口的每层本身的单独弱化部分或撕裂缝，该弱化部分或撕裂缝可一同形成通过整体板的展开开口。附图中示出的板10的一部分是仪表板的乘客侧，并且包括衬底14、覆盖物16和撕裂缝18。撕裂缝18在本示例中是不可见撕裂缝。所示特定的撕裂缝18总体上是U形，但可假设其它形状，如矩形、H形或X形，仅举几个例子。车辆乘客侧安全气囊仅用作可受益于以下公开的一种类型的安全气囊的示例，并且可根据这些教导而制造或使用的在车辆安全气囊上使用的任意类型的板。
[0033]撕裂缝18总体上包括板10的弱化部分和/或其各个层。弱化部分通常沿着至少部分地限定安全气囊展开开口的位置的路径或线来布置。例如，在图1所示的板10中，当在展开过程中安全气囊的力违背一个或多个板层时U形撕裂缝18对应于通过板10形成的矩形展开开口的三侧。开口因局部弱化而被形成在撕裂缝18处。如本文所用，“弱化(weakening) ”在本领域中也被认为是应力集中领域的术语。也就是说，沿撕裂缝18的板材料不一定比板的其它区域的强度更低一而是撕裂缝有时通过板材料中的局部厚度减小而形成，这当实施安全气囊时有效地将应力集中在减小的厚度部分处。安全气囊展开开口还可通过衬底14中预先形成的开口而部分地确定。
[0034]图2是根据本发明的一个实施方式的沿在机械穿刺工艺中示出的撕裂缝截取的车辆内板的剖面图。覆盖物16覆盖于衬底14上以至少部分地形成板10，虽然板可包括未示出的其它部件。覆盖物16可在进行穿刺工艺之前或之后被设置在衬底上，或者穿刺工艺既将覆盖物设置在衬底上之前进行又在将覆盖物设置在衬底上之后进行。衬底14可提供用于板10的基础形状和/或支撑结构，并且可由几乎任何材料或材料的组合构成，这些材料包括金属、塑料或如增强或填充型热塑性材料的复合材料。具有15-30%玻璃纤维增强剂的聚丙烯或其它烯烃类塑料是合适的衬底材料示例。衬底14可具有从中形成的安全气囊展开开口和至少部分地由穿过并沿衬底以期望形状形成的槽限定。图3示出了板10的示例，其中衬底14包括其自身撕裂缝18’，该撕裂缝具有凹口状沟的形式。这种沟可以模制、铣削、刀切割、激光切割、或以其它方式形成在衬底中，并且可以是连续或不连续的。例如，激光刻痕可用于在衬底中形成撕裂缝，其中撕裂缝包括至少部分地穿过衬底的多个激光切口或孔。
[0035]覆盖物16可提供对于车辆内部的期望美观度，并且包括单层或多层材料。在图2所示的实施方式中，覆盖物16具有双层构造，并且包括用于覆盖内层22的表层20。表层20可向板10提供期望的外观和触感，并且内层22可通过提供类似垫的效果来增强板的触感。表层20可由任意种类的材料构成，下面将结合撕裂缝形成工艺的描述来描述材料中的一些。层20可处于约0.3mm至约1.5mm的厚度范围内。内层22可为聚合泡沫材料，诸如聚丙烯泡沫或其它烯烃类泡沫。在本发明的一个实施方式中，内层22的厚度根据期望的缓冲量或其它因素而处于0.5mm至5.0mm的范围内。例如，内层22还可由其它类型的泡沫材料、毛毡、棉絮、间隔织物、或天然或人造纺织材料制成。层20和22可实现其它功能，并且在覆盖物16中可包括附加的材料层，如附加的填料层、泡沫层、粘接剂层或表面光洁层。在本发明的一个实施方式中，表面20独自作为覆盖物。覆盖物16包括相对的内表面24和外表面26，并且可通过任何合适的方法被附接至底部衬底，这些方法诸如粘接性附接、层压、或用覆盖物包裹衬底边缘以附接至衬底的底侧。在本发明的一些实施方式中，内层22可达到5mm、达到10mm、或达到25mm厚度。例如,板10可包括具有泡沫内层22的凝塑成形的表层20，内层22通过用可膨胀的泡沫组合物填充表层与衬底之间的空间而形成到位。
[0036]已发现，覆盖物材料的某些组合可为车辆内部提供特别奢华的外观和感觉。但是这些组合中的一些可能难以实现在位于安全气囊模块之上的车辆内板中，特别是在期望存在不可见撕裂缝的位置处。例如，具有与较低密度的聚合物泡沫内层结合的较薄表层的覆盖物虽然可提供期望的美观度，但却难以与许多撕裂缝形成工艺一起使用。按照惯例，当期望使撕裂缝不可见时，撕裂缝被形成在覆盖物的不可见侧(即，面向衬底的侧)中以及从覆盖物的不可见侧形成。但是，当在激光或其它类型的刻痕技术过程中试图控制剩余壁厚时，较薄表层仅为工艺变化留下极小的余地。并且，较低密度的泡沫层可烧掉或局部失去与在将热、激光、或其它热能作为工艺的一部分的撕裂缝形成工艺中所必需或期望的相比更多的蜂窝状结构。一些技术已设计成在覆盖物的装饰侧处用其它视觉元件来隐藏或掩盖撕裂缝。但是这种技术，诸如包括沿撕裂缝穿过覆盖物的缝合针或者沿撕裂缝在覆盖物的外表面形成视觉沟槽，就其本质而言为撕裂缝的可见指标。为了本公开的目的，这种撕裂缝不被认为是不可见的。
[0037]再次参照图2，不可见撕裂缝18可通过沿与安全气囊展开开口的预先确定的位置对应的线或路径在多个间隔开的位置处机械地刺穿表层20而被形成在板10中。在图示的实施方式中，穿刺工具30是用于通过在朝向覆盖物16的外表面26的方向上移动直至其穿过表层20而从覆盖物16的装饰侧刺穿表层20的针或针状工具。如图所示，穿刺工具30可穿过表层20在相同方向上继续并且至少部分地到达内层22中，但这并不总是必要的。在本发明的一些实施方式中，穿刺工具30可在相同方向上继续前进直至其到达或穿过覆盖物的内表面24，覆盖物的内表面24是图3所示的内层22的内表面。在达到期望的深度后，工具30沿相反方向从覆盖物16中退出，并且可沿覆盖物转位至下一个穿刺位置以再次刺穿表层20。在本发明的一个实施方式中，该工艺与无线缝制工艺相似，其中覆盖物16被前进至振荡针下方以形成撕裂缝。在本发明的其它实施方式中，机器人或其它数控设备可用于允许更多的工艺定制，这将在下面讨论。在一些情况下，可能优选的是，针或工具30被定向成垂直于外表面26，工具沿总体上垂直于外表面的方向穿过表层20，并且针在转位至下一个穿刺位置前通过在相反的方向上的移动而从覆盖物16中完全退出。确保工具30在移动至下一个穿刺位置之前从覆盖物16中完全退出可有助于使刚形成的孔的意外扩大最小化。
[0038]虽然从覆盖物16的可见侧刺穿表层20可能是形成不可见撕裂缝的非传统方法(即，穿刺在覆盖物的可见外表面中产生一系列的孔)，但是可以控制某些工艺和材料参数以使产生的撕裂缝18成为不可见撕裂缝。例如，孔的尺寸和/或相邻的孔之间的间隔可对成品撕裂缝的可见性产生影响。在本发明的一个实施方式中，穿过表层的孔具有微孔32的形式。微孔是有效直径或其它特征尺寸小到足以在视觉上检测不到的孔。用于这种孔尺寸的值根据多种因素诸如表皮颜色、外表面26的粗糙度、或其它因素而发生变化。已发现，具有约0.3mm或更小有效直径的孔充分小到在典型的表层材料中的正常车辆内部观察距离下检测不到。但是，正如已指出的，这种阈值可以有所不同，较小的孔一般比较大的孔更不明显。
[0039]可影响整体撕裂缝可见性的另一因素是相邻的孔之间的间隔D。例如，可存在用于D的阈值，在该阈值下撕裂缝变得可视觉感知，即使个别微孔不是这样。间隔太近的孔可导致相邻的孔之间的表皮材料中的应力集中高到足以在表层中弓I起视觉扭曲，这可表现出沿撕裂缝的淡淡的界限。这是促使正常的撕裂缝功能的应力集中的相同类型。因此，更低的孔间隔D促使更好的撕裂缝功能，并且更大的孔间隔D促使撕裂缝不可见性。已发现，约1.0mm或更大的孔间隔D在相邻的微孔32之间足以形成不可见撕裂缝。在一些情况下，在相邻的微孔之间，孔间隔D可小至0.5mm,并且导致不可见撕裂缝。这通常小于在通过激光刻痕来避免撕裂缝可见性时所需的孔间隔，特别是在有泡沫内层的覆盖物时所需的孔间隔。这可能部分地因为本文中描述的机械穿刺并不从覆盖物16移除任何本质材料。用于D的更小值是可能的，并且3.0mm或更大的值已经被发现为允许正常的撕裂缝功能。与孔尺寸一样，用于D的阈值将根据如单独覆盖物层中所使用的材料的类型的其它因素而有所不同。
[0040]孔间隔D和/或孔尺寸可从孔至孔而有所不同。例如，撕裂缝的一个部分可包括比撕裂缝的不同部分处的孔间隔更小的孔间隔D。这可在安全气囊展开过程中沿撕裂缝有效地控制的应力分布。比如，当期望在安全气囊展开过程中使覆盖物沿撕裂缝在特定方向上撕裂时，孔间隔可在期望的方向上在从较低值变化至较高值。同样地，只要孔尺寸和间隔均足以实现撕裂缝不可见性，孔尺寸在期望的撕裂方向上就从较低值变化至较高值。在本发明的一个实施方式中，撕裂缝包括多个微孔，多个微孔具有约0.25mm或更小的平均宽度或有效直径和处于约1.0mm至约3.0mm的范围内的孔间隔。在本发明的另一个实施方式中，撕裂缝包括多个微孔，多个微孔具有处于约0.1mm至0.3mm的范围内的有效直径或宽度。在本发明的又一实施方式中，多个微孔具有处于约0.15_至约0.25mm的范围内的平均有效直径或宽度。可通过确定孔的面积，设定与圆的面积相等的面积，然后使用用于圆的面积的方程来发现有效直径而确定用于非圆形孔的有效直径。
[0041]撕裂缝可见性还可受到粒面图案或者形成于表层20的外表面26中的其它纹理的存在与否的影响。例如，这种图案或纹理有时被形成在聚合物表层中以仿真皮革或者以其它方式增强板的美观度并且可在通过压延的表层制造工艺中形成，或者可在后续工艺中通过模制粒面化技术形成。通常与车辆内部粒面图案在一起的有些随机图案可具有使表层中的穿刺的孔不太明显的效果。粒面图案或纹理的这种伪装效果可能是由于通过纹理在多个随机方向上的光反射，来自纹理中的三维特征的阴影，纹理的沟槽中的一些孔的位置，或者其它类型的视觉扭曲。虽然这种纹理不一定能够将大的可见孔改变成不可见孔，但这可促进上面所讨论的用于微孔的尺寸的更大范围的使用，这可改善撕裂缝功能并且使穿刺工艺窗变宽。平均的粒度或纹理峰-谷深度可随意地处于约75 μ m至约175 μ m的范围内。
[0042]通过机械方法将微孔穿透表层可带来一定的挑战。尤其是，穿刺工具横截面必需足够小以形成不可见孔。在制造环境中，穿刺工具必需忍受每天运行的高速和高循环数并不利于这种小型加工。如果具有这种小横截面的工具足够强到在第一位置中刺穿特定表层材料，则较小的穿刺工具与大型穿刺工具相比更容易折断、弯曲、或具有短的疲劳寿命。在本发明的一个实施方式中，表层20可由自我修复材料形成。自我修复表层可允许使用具有比微孔所形成的有效穿刺直径或宽度更大的有效穿刺直径或宽度34的穿刺工具。对于具有圆形横截面的针状穿刺工具30而言，如图2所示，有效穿刺直径34是当工具30在穿刺操作过程中在覆盖物16中处于其最大深度时工具30在覆盖物16的外表面26处的直径。
[0043]自我修复表层是具有足够弹性性能以产生有效直径或宽度为该工具的有效穿刺直径的约50%或更小的孔的表层。换言之，当穿刺工具从覆盖物的自我修复表层退出时，在无需引起收缩的附加工艺的情况下所产生的孔(其在工具穿过表层而到位的同时与有效穿刺直径完全相同)缩小到一般或更小的尺寸。例如，具有0.5mm的有效穿刺直径的穿刺工具在其穿刺自我修复表层时产生有效直径为约0.25_或更小的微孔。自我修复表层可采取行动以将刺穿的孔收缩50%以上。一些自我修复材料产生平均为工具的有效穿刺直径的约三分之一或更小的尺寸的微孔。还有一些自我修复材料产生具有有效穿刺直径或宽度的仅20%或更小的有效直径或宽度的穿刺微孔。在本发明的一个实施方式中，自我修复表层产生处于有效穿刺直径的约15%至约40%的尺寸范围内的微孔。在本发明的一个【具体实施方式】中，穿刺工具具有约0.75mm的有效穿刺直径，并由此当被穿刺时自我修复表层仅包括微孔。在本发明的另一【具体实施方式】中，当由具有约0.75mm的有效穿刺直径的工具穿刺时自我修复表层包括处于约0.1至约0.3mm有效直径范围内的孔。其它示例性穿刺工具具有处于0.2mm至0.5mm范围、0.2mm至0.75mm范围和0.4至0.75mm范围内的有效直径，所有这些均可用自我修复材料成功地形成微孔。
[0044]虽然自我修复材料可通过上述尺寸关系特征化，但是它们也可具有其它识别性能。例如，具有被认为具有自我修复性的充分弹性性能(即，“记忆”)的材料通常具有大弹性或伪弹性应变区域。在聚合物材料的术语中，人造橡胶通常为自我修复材料，包括热塑性人造橡胶。某些人造橡胶-改性聚合物共混物也可以被认为具有自我修复性。例如，具有EPDM或其它弹性内含物的烯烃类聚合物共混物可被称为热塑性烯烃(TPO)并且可以是自我修复材料。当然，并不是所有TPO或者含人造橡胶的聚合物共混物都具有自我修复性。适当的自我修复材料可至少部分地通过其极高的断裂伸长率(常用测量的高分子材料性能)来识别。在本发明的一个实施方式中，自我修复材料具有约200%或更高的断裂伸长率。在本发明的另一个实施方式中，自我修复材料具有约300%或更高的断裂伸长率。在一些情况下，包括一些适当的TPO表层材料的一些自我修复材料具有500%或更高的断裂伸长率，并且达到800% >或1200%。其它非TPO (例如包括某些PUR、PVC或PVC合金材料)表层也可被自我修复和/或具有200 %或更高的断裂伸长率。在本发明的一个实施方式中，表层由至少部分交联(cross-linked)的自我修复TPO材料形成。适当的表层在材料的OL和/或OS 集群下可用来自 O’Sullivan Films (Winchester, VA, USA)的材料。[0045]高伸长率材料的形成用于安全气囊覆盖物的自我修复表层并由此能够实现机械穿刺以形成微孔的用途还可有效地拓宽可用于安全气囊上的能够使用的材料的范围。例如，在某些实施方式中，诸如某些TPO材料的高度柔韧/高伸长率材料可以是令人满意的，因为它们手感柔软且摸起来奢华，特别是在表层相对薄的情况下。然而，在用于安全气囊覆盖物时，使用这种高伸长率材料可能是有问题的，因为高伸长率通常妨碍撕裂缝功能(即，表层在可断裂前伸长太远，或完全不断裂)。
[0046]用于处理这种困难的传统手段通常包括:从覆盖物的非装饰侧形成不可见撕裂缝，使得覆盖物在撕裂缝处的剩余壁厚小于不具有这种高伸长率材料时的正常厚度。换言之，材料伸长率越高，用于表层的撕裂缝处的表层应越薄，以在安全气囊展开过程中正常地撕裂。这些非常小的剩余壁厚，特别是具有这种柔性材料的剩余壁厚，可导致诸如看穿(read-through)的视觉缺陷并且可显著地收缩典型的撕裂缝工艺窗。采用本文中描述的方法从覆盖物的装饰侧形成撕裂缝不仅允许了表层中的较高伸长率的材料的使用一这实际上是鼓励使用较高伸长率的材料以促进对于穿刺工艺的自我修复。当然，本领域的技术人员将理解，断裂伸长率不能够单独被用来选择自我修复材料以用于在覆盖物表层中，还必需考虑使材料变得适合作为表层的其它材料性能(例如，刚度、硬度、柔韧性、加工性、耐候性等)。
[0047]现在转至图4，示出了机械穿刺工艺的另一个实施方式。在本发明的本实施方式中，在相同时间和/或在相同的穿刺周期中形成多于一个微孔。多个穿刺工具可被附接至常用工具块36或以其它方式从常用工具块36延伸，并且用于刺穿表层20。这种类型的穿刺配置可显著地减少工艺周期时间。工具块36包括两个或更多穿刺工具30，并且可包括比所示数量更多的数量。在本发明的一个实施方式中，工具块包括足够多的穿刺工具30，足够多的穿刺工具30被布置成所期望的撕裂缝形状以便可在一个穿刺循环中形成整个撕裂缝。在本发明的另一个实施方式中，进行多个穿刺循环以形成撕裂缝，但是穿刺循环的数量小于撕裂缝中的微孔的数量，因为在每个穿刺循环中形成多个微孔。工具块36不必是所示实际块形状，并不是所有穿刺工具30都必需被布置成同时与表层20接触。在本发明的一个实施方式中，单独的穿刺工具30从块36延伸不同的量，使得它们在工具块朝向覆盖物16的运动过程中在不同时间处与表层20接触，以避免对过度穿刺力的需要。在本发明的其它实施方式(如图2所示的实施方式)中，每个孔是由从一个位置移动到另一个位置以单独地形成每个孔的单个针或穿刺工具来形成。
[0048]图5示出了从覆盖物的装饰侧进行的机械穿刺工艺的另一个实施方式。在本发明的本实施方式中，多个穿刺工具30从旋转工具块36’快速地延伸。旋转块36’沿覆盖物16的外表面26和/或在覆盖物16的外表面26上滚动，从而沿途刺穿表层20以形成具有多个微孔32的撕裂缝。单独的穿刺工具30可比图2和图4所示实施方式中的稍微短，以允许每个单独的工具30以足以穿刺表层20的角度来与覆盖物16的外表面26接触。当然，本发明的任意实施方式可包括仅长到足以刺穿表层且不继续到达内层22的穿刺工具30。当然，机械穿刺工艺的这些和其它实施方式可包括附加步骤、或者在某些情况下可省略一个或多个步骤。例如，即使是不需要如上所述适当的材料和工艺参数选择，但是如果期望，则可在穿刺后加热表层以进一步减小微孔的尺寸。
[0049]图6至图9是示出了撕裂缝部分的装饰覆盖物16的外表面的平面图，其中每个所示部分具有不同配置的微孔32，这些微孔32被成形和/或布置成促进表层在特定方向上的撕裂。图6示出了包括多个圆形微孔32的撕裂缝，这些圆形微孔32诸如可使用具有圆形横截面的针或针状穿刺工具形成。在本发明的本实施方式中，孔间隔沿撕裂缝变化以在安全气囊在撕裂缝的具有较小孔间隔的部分处展开时集中应力并且引起表层在指示方向(附图中为从左至右)上的撕裂。
[0050]图7至图9中所示的微孔32各自包括应力引导部40，使得在安全气囊力被施加到其下方时，每个微孔32处的应力通过应力引导部集中在侧面，从而引起相应的表层在指示方向上的撕裂。图7所示的微孔32具有三角形横截面，图8所示的微孔32具有液滴形横截面，图9所示的微孔32具有月牙形横截面。当然，这些都是非限制性示例，提出仅仅是为了说明使这样的应力引导部40起作用的方法。
[0051]在本发明的另一个实施方式中，如图10所示，穿刺工具仅部分地穿刺表层20，使得覆盖物撕裂缝18包括多个微凹痕32’。换言之，仅表层20的外表面26被认为被刺穿，而不是整个表层都被刺穿。微凹痕32’可由其有效直径或宽度和其穿透到表层20中的深度一同来特征化。就微孔而言，微凹痕具有小到足以在视觉上检测不到的有效直径或其它特征尺寸，并且除了尺寸以外的类似的其它因素(例如，颜色、纹理等)可影响其可见性。在表层的外表面26处的约0.3mm或更小的有效直径充分小到在典型的表层材料中的正常车辆内部查看距离处检测不到，但这种阈值可以有所不同。
[0052]微凹痕32’至少约0.15mm深,但可根据整体表层20厚度而有所不同。例如,0.3mm的表层可包括0.15mm深的微凹痕32’，但更厚的表层可具有随意地处于约0.15mm至比总表层厚度小约0.15mm的范围内的更深的微凹痕。在一个特定示例，撕裂缝18包括形成在约0.5mm厚度的表层20中的多个微凹痕32’，并且微凹痕具有处于约0.15mm至约0.35mm的范围内的深度。在另一个示例中，表层20为约1.0mm厚度，并且微凹痕32’具有处于约0.15mm至约0.85mm范围内的深度,优选为处于约0.5mm至约0.85mm的范围内。微凹痕32’也可使用表层和/或表层材料(如自我修复材料、高延长率材料等)的上述特性中的一个或多个中的任何组合。然而，微凹痕32’可以形成在其它类型的表层中。事实上，微凹痕32’可通过如激光切割的非机械方式形成，其中激光能量用于仅部分地从覆盖物的装饰侧穿透表层。撕裂缝也可包括微孔和微凹痕的组合。
[0053]图11和图12是根据上述方法生产的样本车辆内板的显微照片。尤其是，图11和图12各自示出了板覆盖物在其相应的不可见撕裂缝处的外表面的放大视图。示例性覆盖物各自包括多个微孔32作为撕裂缝的一部分。对于图11所示撕裂缝的一部分而言，微孔具有约0.12mm至约0.20mm的尺寸，并且平均尺寸为约0.16mm。这些微孔通过用具有约
0.75mm的有效穿刺直径的针状穿刺工具机械穿刺而形成。孔间隔D在本示例中为约1.0mm,没有在样本板或覆盖物上执行附加的工艺以在穿刺后改变微孔的尺寸。在本示例中，存在有形成在覆盖物的外表面中的粒面图案。
[0054]对于图12所示撕裂缝的一部分而言，微孔的尺寸为约0.15_至约0.22_，并且平均尺寸为约0.18mm。图12所示特定样本在被拍摄和测量之前遭受氙弧测试一通常用于汽车工业的在样品表面上照射高能量人造光的加速耐候性试验。图11和图12所示样本并不是相同的样本，并且在氙弧曝光之前不测量图12所示微孔的尺寸。
[0055]应理解，上述内容是本发明的一个或多个优选的示例性实施方式的描述。本发明并不限于本文中所公开的特定实施方式，而仅仅是由所附的权利要求书所限定。此外，包含在上述描述中的语句涉及特定实施方式，但不应解释成限制本发明的范围或者对权利要求书中所用术语的定义，除非术语或短语被明确定义如上。多种其它实施方式和对于所公开的实施方式的多种改变和变形将对于本领域的技术人员变得显而易见。所有这种其它实施方式、改变和变形旨在涵盖在所附权利要求书的范围。
[0056] 如本说明书和权利要求书所用，当结合一个或多个部件或其它项目的列表一同使用时，术语“例如(for example) ”、“比如(for instance) ”、“如(such as)”和“像(like)，，以及动词“包括(comprising) ”、“具有(having) ”、“包含(including) ”和其其它动词形式各自被解释成开放式的，从而意味着列表不应被解释成排出其它、附加部件或项目。其它项目应使用其最广泛的合理含义来解释，除非其被用在需要不同解释的内容中。
【权利要求】
1.一种制造具有不可见安全气囊撕裂缝的车辆内板的方法，包括以下步骤: (a)提供具有自我修复表层的装饰覆盖物； (b)在衬底上设置所述覆盖物以至少部分地形成所述车辆内板(10)，所述衬底具有预先确定的安全气囊展开开口位置；以及 (C)机械穿刺所述自我修复表层以在与所述安全气囊展开开口位置相对应的多个间隔开的位置处形成微孔，其中所述机械穿刺从所述覆盖物的装饰侧进行，并且包括所述微孔的不可见撕裂缝被形成在所述覆盖物中。
2.如权利要求1所述的方法，其中，每个微孔通过使用穿刺工具穿刺所述表层而形成，所述穿刺工具的有效穿刺直径至少约为所形成的微孔的有效直径的两倍。
3.如权利要求1所述的方法，其中，位于所述撕裂缝的一个部分处的相邻微孔之间的间隔比位于所述撕裂缝的另一个部分处的相邻微孔之间的间隔大。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述微孔中的至少一些包括具有应力引导部的横截面形状。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述间隔开的位置中的至少一些相隔小于3mm。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述微孔中的每一个均与其它微孔形成于不同的时间。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述微孔中的每一个均通过单个针形成。
8.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(c)在步骤(b)之后进行。
9.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(c)在步骤(b)之前进行。
10.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(c)包括以下步骤: (1)使穿刺工具沿基本垂直于所述覆盖物的外表面的方向朝所述覆盖物移动，至少直至所述穿刺工具穿过所述表层； (2)使所述穿刺工具沿基本垂直于所述覆盖物的外表面的相反方向移动，至少直至所述穿刺工具从所述覆盖物中完全退出； (3)将所述穿刺工具转位至所述间隔开的位置中的另一个；以及 (4)重复步骤⑴和(2)。
11.一种在安全气囊上使用的车辆内板，包括: 衬底，具有预先确定的安全气囊展开开口位置； 装饰覆盖物，设置在所述衬底之上并具有由自我修复材料形成的表层；以及 撕裂缝，形成在位于所述安全气囊展开开口位置之上的所述装饰覆盖物中，所述撕裂缝包括穿过所述表层形成的多个微孔，其中所述多个微孔具有小于约0.25mm的平均有效直径。
12.如权利要求11所述的车辆内板，其中，所述表层由具有200%或更大的断裂伸长率的材料形成。
13.如权利要求11所述的车辆内板，其中，所述表层包括外表面和形成在所述外表面中的粒面图案。
14.如权利要求11所述的车辆内板，其中，所述装饰覆盖物包括位于所述衬底与所述表层之间的内层，并且所述表层由热塑性烯烃材料形成。
15.根据权利要求11所述的车辆仪表板。
【文档编号】B26F1/24GK103998207SQ201280062286
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2012年11月21日 优先权日:2011年12月15日
【发明者】亚伦·韦斯尼韦斯基, 马修·巴尔, 布赖恩·雅各布斯 申请人:佛吉亚汽车内部系统公司