АКТИВНЫЙ БУФЕР С ВНУТРЕННИМИ РАЗРЫВНЫМИ СОЕДИНЕНИЯМИ
ACTIVE BUFFER WITH INNER DISCONTINUOUS COMPOUNDS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к активным буферам для защиты пассажиров транспортных средств во время столкновения и, в частности, к предотвращению коробления поверхности салонной отделки надувной камеры активного буфера.
Уровень техники
Активный буфер представляет собой устройство защиты пассажира транспортного средства с помощью надуваемой газом камеры для амортизации ударов и снижения травматизма пассажиров транспортного средства во время аварии. В отличие от подушек безопасности, которые раскрываются из нескольких отверстий, активный буфер использует сами поверхности внутренней отделки салона, расширяющиеся в начальный момент столкновения для амортизации удара и гашения энергии за счет наполнения газом. Патентная заявка США 12/824,150, дата подачи 26 июня 2010 года, включенная в данное описание посредством ссылки, описывает легкий и привлекательный внешне активный коленный буфер, встроенный в дверцу перчаточного ящика.
В типовом варианте активный буфер включает в себя переднюю стенку или панель, которая направлена на пассажира транспортного средства и прикреплена к основной стенке или панели вдоль герметизированного контура. Одна или обе стенки являются деформируемыми для обеспечения возможности установки надуваемой камеры. Изначально стенки в ненаполненном состоянии расположены на расстоянии друг от друга. Это обеспечивает возможность равномерного поступления нагнетаемого газа таким образом, что достигается наполнение поперек панели.
Из-за наличия пространства между стенками может возникнуть проблема коробления. Коробление представляет собой прогиб внутрь и наружу плоской панели перпендикулярно плоскости панели. Так же как и стук, коробление является нежелательным эффектом, поскольку оно создает впечатление низкого качества и недостаточной целостности конструкции. Более того, вибрации во время работы транспортного средства могут концентрироваться на таком буфере, что приведет к появлению дополнительного шума.
Согласно заявке США 12/824,150, внутренняя часть стенок камеры может иметь совокупность внутренних соединений для повышения жесткости и предотвращения коробления. Поскольку передняя стенка во время надувания движется от задней или основной стенки, соединения между стенками должны быть порваны или разделены во время надувания. Таким образом, соединения между стенками должны быть достаточно прочными для предотвращения коробления, но достаточно слабыми для возможности осуществления разрыва при надувании.
Передняя и основная стенки типового активного буфера изготавливают из литого термопластика, например, полиэтилена, полиолефина или поливинилхлорида. Они могут быть выполнены выдувным формованием или литьем под давлением. В заявке США №12/824,150 описаны пирамидальные или конические соединения, защищающие основную стенку от контакта с передней стенкой. Получаемые таким образом одноточечные соединения усложняют контроль прочности и глубины соединения во время сварки стенок между собой. Необходимо улучшить контроль прочности сварных соединений. Кроме того, осуществление сварки в непосредственной близости от передней стенки может оставить видимые следы на передней стенке, направленной к пассажиру. Необходимо сохранить гладкую сплошную поверхность Класса А (с высокой степенью гладкости) стороны, обращенной к пассажиру.
Раскрытие изобретения
В одном аспекте изобретения активный буфер содержит основную стенку для крепления к жесткой конструкции транспортного средства и переднюю стенку, расположенную поверх основной стенки и образующую часть внутренней отделки салона транспортного средства. Основная стенка имеет первую поверхность, обращенную к передней стенке, а передняя стенка имеет вторую поверхность, обращенную к основной стенке. Основная и передняя стенки состоят из формованных пластиковых компонентов, соединенных по краю с образованием надуваемой камеры с изначально свободным пространством между первой и второй поверхностями. Камера включает в себя совокупность разрывных соединений. Каждое разрывное соединение состоит из первого и второго прямых ребер, где первое прямое ребро выполнено как одно целое с основной стенкой, простирается на часть пути от первой поверхности в изначально свободном пространстве по направлению ко второй поверхности, а по своей длине (от одного конца до другого) простирается по существу в первом направлении. Второе прямое ребро выполнено как одно целое с передней стенкой, простирается на часть пути от второй поверхности в изначально свободном пространстве до контакта с первым прямым ребром, а по своей длине простирается по существу во втором направлении, по существу перпендикулярном первому направлению таким образом, что первое и второе ребро пересекаются. В каждой точке пересечения первое и второе прямые ребра имеют сварное соединение, достаточно жесткое для сопротивления сжимающей силе, но позволяющее осуществить разъединение разрывных соединений под действием натяжения при надувании камеры.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой общий вид в перспективном покомпонентном изображении активного коленного буфера дверцы перчаточного ящика такого типа, в котором может быть применено настоящее изобретение.
Фиг.2 представляет собой поперечное сечение передней и основной стенок в соответствии с конструкцией из уровня техники.
Фиг.3 показывает часть стенок, приведенных на Фиг.2 после надувания.
Фиг.4 представляет собой поперечное сечение передней и основной стенок в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения.
Фиг.5 представляет собой частичный вид в перспективе, демонстрирующий ребра на передней и основной стенках для предотвращения коробления.
Фиг.6 представляет собой вид сверху, показывающий пересечение ребер.
Фиг.7 представляет собой вид сверху, показывающий пунктирными линиями схему расположения внутренних разрывных соединений.
Фиг.8 представляет собой поперечное сечение разрывного соединения по изобретению после надувания стенок.
Осуществление изобретения
Согласно Фиг.1 активный коленный буфер 10, известный из уровня техники, имеет компонент основной панели 11, образующую основание для буфера. Основа 11 может быть прикреплена с помощью шарнирного соединения к бардачку или перчаточному ящику 12, как показано на Фиг.1, или к другой конструкции, например, опоре приборной панели под рулевой колонкой. Такое расположение доступно для коленей пассажира при соответствующем расположении сиденья в транспортном средстве.
Основа 11 имеет контур 13, приспособленный для того, чтобы быть герметично прикрепленным к компоненту передней панели 14, имеющей соответствующий контур 15. Основу 15 и переднюю панель 14 предпочтительно выполняют из литого пластика и соединяют с помощью сварки пластмассы, например, нагретым инструментом, для создания контурного уплотнения вокруг внутреннего свободного пространства 17 для образования камеры. Источник 16 нагнетаемого газа имеет электронное управление для срабатывания во время столкновения и наполнения буфера газом. Передняя панель 14 может быть частью внутренней отделки салона (например, внешней панелью дверцы перчаточного ящика), либо на внешнюю поверхность передней панели 14 может быть наложена дополнительная обшивка 18 (т.е. поверхность Класса А). Обшивку 18 предпочтительно выполняют из пластика, например, вакуум-формованного двухслойного термопластика, который может быть текстурирован или отделан другим образом.
Согласно уровню техники, переднюю и основную панели отливали выдувным формованием и/или литьем под давлением. На Фиг.2 показана формованная с раздувом основная стенка 11, которая имеет конические выступы 20 и 22, простирающие от задней плоскости основной стенки 11 в направлении передней стенки 14 на расстоянии друг от друга. Сварные соединения 21 и 23 выполняют для уменьшения коробления передней стенки 14. Как показано на Фиг.3, во время надувания передняя стенка отделяется от основной стенки 11 и сварные соединения разъединяются в месте разрывного соединения 24. Из-за тупоконечной формы конусов 20 и 22 размер и прочность сварных соединений 21 и 23 может быть трудно контролировать. Более того, области передней стенки 14 между точками крепления остаются гладкими гибкими плоскостями, не имеющими усилений, поэтому небольшие области коробления все же могут образовываться.
Фиг.4 и 5 иллюстрируют улучшенные внутренние соединения между стенками камеры, которые обеспечивают лучший контроль прочности сварки и улучшенное снижение коробления. Основная стенка 30 соединена с передней стенкой 31. Основная стенка 30 имеет прямое ребро 32, а передняя стенка 31 - прямое ребро 33. Прямые ребра 32 и 33 простираются в по существу перпендикулярных направлениях, образуя перекрестие. Каждое ребро 32 и 33 сформировано как часть стенок 30 и 31 соответственно. Ребро 32 проходит от поверхности основной стенки 30 через изначально свободное пространство к поверхности передней стенки 31. Ребро 33 проходит от поверхности передней стенки 31 через изначально свободное пространство до контакта с ребром 32 на пересечении, где они образуют перекрестие.
Сварной шов 34 образуется в месте пересечения ребер 32 и 33. Дополнительные пары прямых ребер размещают поперек внутренней части камеры между основной стенкой 30 и передней стенкой 31. Как показано на Фиг.5, ребро 32 имеет продольную (от одного конца к другому) ориентацию в направлении D1, в то время как ребро 32 имеет продольную (от одного конца к другому) ориентацию в направлении D2, при этом D1 и D2 по существу перпендикулярны друг другу. Следовательно, область сварного шва 34 хорошо контролируется, т.к. она ограничена легко контролируемой шириной ребер 32 и 33. На Фиг.6 проиллюстрировано, как ширина определяет зону пересечения и, следовательно, размер сварного шва. Продольные направления ребер, как показано на Фиг, 5, должно быть близко к перпендикулярному для обеспечения контроля швов и легкой установки ребер для сварки. Однако могут быть использованы другие направления, а ребра могут быть как изогнутыми, так и полностью прямыми. И все же, взаимные продольные направления ребер должны быть перпендикулярны. Для обеспечения необходимой прочности сварные соединения каждого пересечения могут достигать 1 кв.мм.
Дополнительное преимущество прямых ребер заключается в разрушении изгиба передней стенки, так как она больше не является плоской, как крышка барабана. Все прямые ребра передней панели могут быть параллельны. В качестве альтернативы, некоторые ребра могут иметь другое направление для снижения схожести характера поведения передней стенки с крышкой барабана. Другое преимущество заключается в том, что пересекающиеся ребра могут быть легко установлены в разных положениях внутри камеры, особенно по сравнению с коническими формами, описанными ранее.
Фиг.7 иллюстрирует буфер 40 с передней и основной стенками, соединенными вдоль сварного контура 41. Из множества разрывных соединений 42 каждое образовано парами прямых ребер. Предпочтительно, чтобы некоторые пары ребер передней стенки имели горизонтально направленные (на фигуре) прямые ребра, и другие, направленные вертикально. Пространство для разрывных соединений и размер каждого соответствующего сварного шва для каждой пары ребер легко контролируется за счет конструкции, при которой достигается желаемая удерживающая сила, предотвращающая изгибы передней стенки под воздействием сжимающей силы, но позволяющая разрывным соединениям разъединиться под действием напряжения надуваемой камеры. На Фиг.8 показана соответствующая пара ребер 32 и 33 после разрыва сварного шва 34.