АКТИВНЫЙ БУФЕР, НАДУВНАЯ КАМЕРА ДЛЯ АКТИВНОГО БУФЕРА И АКТИВНАЯ ДВЕРЦА БАРДАЧКА ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
ACTIVE BUFFER, INFLATABLE BLADDER FOR ACTIVE BUFFER AND ACTIVE GLOVE COMPARTMENT DOOR FOR VEHICLE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение по существу относится к активным буферам для защиты пассажира или водителя от аварий в автомобильных транспортных средствах, и в частности, к активному буферу с надувной камерой, образованным пластиковыми панелями стенки, который вентилируется через утонченные участки стенки, которые разрываются в ответ на давления надувания.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Активный буфер является защитным устройством для пассажира или водителя транспортного средства с газонадувной камерой для поглощения ударов и уменьшения травмы у пассажиров или водителя во время удара при столкновении. В противоположность разворачиваемым вставкам с подушкой безопасности, сделанным из различных тканей, которые появляются из-за различных проемов при надувании, активные буферы используют саму внутреннюю отделочную поверхность, чтобы расширятся в начале события столкновения для поглощения и рассеяния энергии удара благодаря действию газа для надувания. Документ US 8205909 (МПК B60R 21/231, B60R 7/06, опубл. 26.06.2012), включенный в материалы настоящего описания посредством ссылки, раскрывает активную коленную буфер, встроенную в дверцу бардачка, которая облегчена по весу и визуально привлекательна. Документ US 8474868 (МПК B29C 45/14, B60R 13/02, B60R 21/231, опубл. 02.07.2013), также включенный в материалы настоящего описания посредством ссылки, раскрывает типичную конструкцию, в которой активный буфер включает в себя переднюю стенку или панель отделочной внутренней, которая обращена к пассажиру или водителю транспортного средства, прикрепленную к задней стенке или стенке надувной камеры вдоль уплотненного по периферии. Одна или обе из стенок являются деформируемыми, чтобы обеспечивать расширяемую надувную камеру. Например, стенка надувной камеры может иметь гофрированную (например, гармошкообразную) область, которая распрямляется при надувании. Стенки сначала разнесены на небольшую величину, когда в своем предразвернутом ненадутом состоянии. Это предоставляет возможность доступа газа для надувания некоторым образом, который добивается равномерного надувания по всей панели.
Передняя и задняя стенки типичной надувной камеры для активного буфера содержат формованный термопластик, такой как полиэтилен, полиолефин, или ПВХ (PVC). Они типично отформованы инжекционным формованием, но также могут быть отформованы выдуванием. Когда формируются по отдельности, передняя и задняя стенки должны герметично соединяться по своей периферии, чтобы формировать надувную камеру. Соединение должно быть крепким, чтобы сопротивляться разделению, которое могло бы происходить вследствие высоких давлений надувания при надувании, и которое происходит в результате, когда пассажир ударяется о буфер. Периферийное уплотнение, например, формируется горячей сваркой.
Известно, что, чтобы оптимизировать рассеяние энергии, когда пассажир или водитель контактирует с подушкой безопасности или активным буфером, газ для надувания должен вентилироваться, чтобы предоставлять возможность управляемого спадения подушки безопасности, которая безопасно замедляет ударяющегося пассажира или водителя. Документ US 8328233 (МПК B60R 21/16, опубл. 11.12.2012), который включен в материалы настоящего описания посредством ссылки, раскрывает регулируемый вентиляционный клапан для активного буфера, при этом вентиляционный клапан имеет низкую интенсивность потока на низких давлениях и более высокую интенсивность потока на более высоких давлениях на вентиляционном клапане. Пониженная интенсивность потока вентиляционного клапана во время начальных стадий надувания дает возможность использования меньшего (менее дорогостоящего) нагнетательного насоса, наряду с тем, что более высокая интенсивность потока вентиляционного клапана на более высоких давлениях помогает гарантировать целостность периферийного сварного шва посредством ограничения повышения давления и избегания больших усилий разрыва, которые могли бы заставлять уплотнение выйти из строя.
Различные типы конструкций и местоположения были предложены для адаптивной вентиляции газа для надувания при надувании и при нагружении ударяющимся пассажиром. Местоположения для вентиляции были раскрыты, например, в центральных плоских зонах стенки надувной камеры, обращенной к передней стенке, в вертикальных ребрах на передней стенке внутренней отделки, которая формирует траекторию периферийного сварного шва, и в области гофрированной перегородки стенки надувной камеры. Раскрытые ранее конструкции для образования активных вентиляционных клапанов были относительно сложны и имеют требуемые усложненные этапы производства, которые дают в результате повышенные затраты на производство. Известные вентиляционные клапаны также типично были расположены на конструкциях, которые могут значительно деформироваться при надувании надувной камеры, что приводит к изменениям вентиляции во время развертывания, которые трудно контролировать или предсказывать. Более того, известные зоны для расположения вентиляционного клапана те всегда достаточно велики, чтобы вмещать всю требуемую зону вентиляции.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для преодоления по меньшей мере некоторых из обозначенных проблем в одном из аспектов изобретения предложен активный буфер для установки на поверхности внутренней отделки пассажирского отделения в автомобильном транспортном средстве, содержащая:
формованную из пластика переднюю стенку для развертывания в направлении развертывания к пассажиру в пассажирском отделении;
формованную из пластика заднюю стенку, соединенную вокруг по существу уплотненного периметра с передней стенкой с образованием надувной камеры, при этом задняя стенка содержит по меньшей мере одну по существу круговую гофрированную перегородку и множество крепежных опор, выступающих от центральной области, расположенной в перегородке, для соединения с активной поверхностью; и
нагнетательный насос для подачи газа для надувания в надувную камеру в ответ на событие столкновения транспортного средства;
при этом по меньшей мере одна из крепежных опор имеет удлиненную выемку, частично утопленную в поверхности крепежной опоры для обеспечения утонченного участка стенки, выполненного с возможностью разрывного открытия при заданном давлении при надувании.
В одном из вариантов предложен буфер, в котором крепежная опора дополнительно содержит инициирующее ребро, выступающее от противоположной поверхности опоры, выровненное с продольной стороной выемки, тем самым образуя линию напряжения, где инициируется разрыв.
В одном из вариантов предложен буфер, в котором каждое из удлиненной выемки и инициирующего ребра продолжается вдоль направления развертывания.
В одном из вариантов предложена буфер, в котором выемка имеет меняющуюся толщину выемки для обеспечения минимальной толщины вдоль одной продольной стороны, тем самым образуя линию напряжения, где инициируется разрыв.
В одном из вариантов предложен буфер, в котором выемка образована на внутренней поверхности крепежной опоры, при этом выемка имеет профиль поперечного сечения со скошенным краем и радиальным краем, при этом скошенный край имеет по существу постоянный скос от внутренней поверхности, чтобы сходиться с радиальным краем вдоль линии напряжения.
В одном из вариантов предложен буфер, в котором выемка образована на внутренней поверхности крепежной опоры, при этом выемка имеет профиль поперечного сечения, содержащий трехсторонний канал.
В одном из вариантов предложен буфер, в котором выемка имеет меняющуюся толщину выемки для обеспечения минимальной толщины вдоль одной продольной стороны, при этом крепежная опора дополнительно содержит инициирующее ребро, выступающее от противоположной поверхности опоры, выровненное с одной продольной стороной выемки, тем самым образуя линию напряжения, где инициируется разрыв.
В одном из вариантов предложен буфер, в котором каждое из удлиненной выемки и инициирующего ребра продолжается по существу вдоль направления развертывания.
В одном из вариантов предложен буфер, в котором по меньшей мере одна крепежная опора содержит множество удлиненных выемок, причем каждая выемка частично утоплена в поверхность крепежной опоры для обеспечения утонченного участка стенки, выполненного с возможностью разрывного открытия при заданном давлении при надувании.
В одном из вариантов предложен буфер, в котором крепежные опоры имеют по существу цилиндрическую форму.
В одном из вариантов предложен буфер, в котором крепежные опоры приварены к активной поверхности.
В одном из дополнительных аспектов предложена надувная камера для активного буфера, содержащий:
отделочную стенку;
стенку надувной камеры, уплотненную относительно отделочной стенки, имеющую центральные крепежные выступы для присоединения к активной поверхности; и
нагнетательный насос, подающий газ для надувания между стенками, чтобы надувать буфер;
при этом по меньшей мере один выступ содержит удлиненную выемку, частично утопленную в поверхность выступа для обеспечения утонченного участка стенки, выполненного с возможностью разрывного открытия при заданном давлении при надувании.
В одном из еще дополнительных аспектов изобретения предложена активная дверца бардачка для транспортного средства, содержащая:
внутреннюю дверную панель, выполненную с возможностью перекрытия каркаса бардачка для обеспечения активной поверхности;
отделочную стенку;
стенку надувной камеры, уплотненную относительно отделочной стенки, имеющую центральные крепежные выступы, приваренные к активной поверхности; и
нагнетательный насос, подающий газ для надувания между стенками, чтобы надувать дверцу;
при этом по меньшей мере один выступ содержит удлиненную выемку, частично утопленную в поверхность выступа для обеспечения утонченного участка стенки, выполненного с возможностью разрывного открытия при заданном давлении при надувании.
Настоящее изобретение включает в себя расположение одного или более активных вентиляционных клапанов в крепежной опоре(ах), образованной в стенке надувной камеры, которая выступает из стенки надувной камеры для крепления к активной поверхности. Вследствие ориентации сторон крепежных опор, элементы выемки могут быть легко образованы с использованием надлежащих инструментальных вкладышей во время инжекционного формования стенки надувной камеры, чтобы образовывать утонченную стенку, которая вскрывается разрывом для ограничения нарастания давления при надувании. Размер, форма и количество элементов выемки могут легко регулироваться, чтобы модифицировать под специальные требования характеристики вентиляционного клапана, в том числе, пороговое давление и объемы потока. Более того, крепежные опоры дают изобилующую площадь поверхности для расположения больших зон вентиляции, когда необходимо.
В одном из аспектов изобретения, активный буфер устанавливается на поверхности внутренней отделки пассажирского отделения в автомобильном транспортном средстве. Формованная из пластика передняя стенка развертывается в направлении развертывания к пассажиру в пассажирском отделении. Формованная из пластика задняя стенка присоединена вокруг по существу уплотненного периметра с передней стенкой с образованием надувной камеры. Задняя стенка включает в себя по меньшей мере одну по существу круговую гофрированную перегородку и множество крепежных опор, выступающих от центральной области, расположенной в пределах перегородки, для соединения с активной поверхностью. Нагнетательный насос подает газ для надувания в надувную камеру в ответ на событие столкновения транспортного средства. По меньшей мере одна из крепежных опор включает в себя удлиненную выемку, частично утопленную в поверхность крепежной опоры, чтобы предусматривать утонченный участок стенки, выполненный с возможностью разрывного открытия при заданном давлении при надувании.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 - наружный обзор изображения в разобранном общем виде системы дверцы бардачка с активным коленным буфером типа, к которому может применяться настоящее изобретение.
Фиг. 2 - общий вид сзади узла надувной камеры активного буфера.
Фиг. 3 - боковой поперечный разрез, показывающий узел активного буфера предшествующего уровня техники.
Фиг. 4 - общий вид крепежной опоры, имеющей утонченный участок для образования активного вентиляционного клапана.
Фиг. 5 - общий вид активного вентиляционного клапана по Фиг. 4 после открытия разрывом газом для надувания.
Фиг. 6 - общий вид крепежной опоры с другим вариантом осуществления активного вентиляционного клапана, включающего в себя инициирующее ребро.
Фиг. 7 - вид в поперечном разрезе крепежной опоры по Фиг. 6.
Фиг. 8 - поперечный разрез крепежной опоры по Фиг. 6, взятый вдоль линии 8-8 по Фиг. 7.
Фиг. 9 - горизонтальный поперечный разрез первого варианта осуществления вкладыша формы для образования выемок на внутренней поверхности крепежной опоры.
Фиг. 10 - горизонтальный поперечный разрез второго варианта осуществления вкладыша формы для образования выемок на внутренней поверхности крепежной опоры.
Фиг. 11 - вертикальный поперечный разрез, показывающий еще один вариант осуществления элементов выемки, образованной в крепежной опоре.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее, со ссылкой на Фиг. 1, система 10 активного коленного буфера предшествующего уровня техники имеет компонент 11 панели основания, который формирует основание для буфера. Основание 11 может быть прикреплено к транспортному средству посредством навешивания на шарнирах из контейнера для хранения или бардачка 12, как показано на Фиг. 1, или установлено на другую конструкцию, например, такую как держатель приборной панели, расположенный под рулевой колонкой. Таким местоположения доступны для коленей человека, едущего в соответствующем положении посадки внутри транспортного средства.
В этом варианте осуществления, основание 11 является внутренней стенкой или обшивкой дверцы, которая действует в качестве активной поверхности для поддержки надувной камеры, образованного задней стенкой 13 (надувной камеры) и передней стенкой 14 (внутренней отделки), которые соединены по своей периферии 15. Стенки 13 и 14 предпочтительно сдержат формованные пластики (такие как термопластичный полиолефин (TPO)) и соединены пластической горячей сваркой, такой как горячая обкладочная или вибрационная сварка, для образования периферийного уплотнения вокруг центральной области 17 с образованием надувной камеры. Источник 16 газа для надувания управляется электронным образом для ввода в действие во время удара при столкновении, чтобы выпускать газ для надувания буфера. Передняя стенка 14 может содержать поверхность внутренней отделки класса A, такую как наружная сторона дверцы бардачка, или дополнительные обшивка или покрытие (не показаны) могут быть наложены на ее внешнюю поверхность.
Фиг. 2 - вид сзади одного из типов известной надувной камеры 20 для активного буфера. Формованная из пластика передняя стенка 21 перекрывает формованную из пластика расширяемую заднюю стенку 22. Стенки 21 и 22 соединены вокруг замкнутой периферийной области 33 с образованием надувной камеры, имеющего незанятый центральный объем между стенками 21 и 22, чтобы принимать газ для надувания из нагнетательного насоса 24, установленного в выемке 25 задней стенки 22, во время события удара при столкновении. Задняя стенка 22 включает в себя множество складок, таких как 26 и 27, чтобы обеспечивать расширение задней стенки 22 при надувании. Множество крепежных опор 28 (то есть, бобышек) выступают из центральной области задней стенки 22 надувной камеры, расположенной в пределах складок 26 и 27 перегородки. Опоры 28 используются для установки задней стенки 22 на поверхность реакции (не показана). Вентиляционные отверстия 30, содержащие звездообразную конфигурацию, прорезанную через стенку 22 надувной камеры, вентилируют надувную камеру.
Фиг. 3 показывает поперечное сечение буфера 31, включающего в себя переднюю отделочную стенку 32, уплотненную по периферии со стенкой 33 надувной камеры. Стенка 33 надувной камеры включает в себя крепежную опору 34, приваренную к стенке 35 реакции, например, которая может содержать внутреннюю обшивку дверцы бардачка. Во время развертывания, в результате подачи газа для надувания в полость 36 надувной камеры, передняя отделочная стенка 32 развертывается в направлении 37 развертывания к пассажиру в пассажирском отделении транспортного средства.
Настоящее изобретение вводит один или более утонченных участков (то есть, выемок) стенки в одной или более крепежных опор. Как показано на Фиг. 4, крепежная опора 40 выступает из стенки 41 надувной камеры, чтобы соединяться с активной поверхностью (не показана) на площадке 42 для сварки. Удлиненная выемка 43 частично утоплена во внутреннюю или внешнюю поверхность опоры 40, чтобы давать утонченный участок стенки, приспособленный, чтобы вскрываться разрывом при заданном давлении при надувании. Утончение на выемке 43 ослабляет стенку 41. В дополнение, резкий переход толщины, происходящий на продольном краю выемки 43, сосредотачивает напряжение на краю. Фиг. 5 показывает разрыв, прорывающийся на линии 44 напряжения вдоль утонченного участка стенки на манер створчатого клапана, тем самым, позволяя выходить газу 45 для надувания. Открытие разрывом выемки 43 активно вентилирует надувную камеры, чтобы поддерживать давления в буфере ниже тех, где могут возникать разрушения сварного шва, и чтобы улучшать характеристики поглощения энергии для замедления ударяющегося пассажира. Размер результирующего проема и давление, при котором происходит разрывание, могут регулироваться с использованием наклонной меняющейся толщины выемки и расположением инициирующих элементов, выровненных с выемкой, как описано ниже.
В одном из примеров, формованный элемент, такой как инициирующее ребро, является смежным выемкой, чтобы сосредотачивать напряжение вдоль одного продольного края выемки. Взаимодействие уменьшенной толщины выемки и увеличенной толщины ребра помогает устанавливать требуемое пороговое давление для вскрытия разрывом вентиляционного клапана. Как показано на Фиг. 6, крепежная опора 50 выступает из стенки 51 надувной камеры, чтобы предоставлять поверхность 52 для сварки для прикрепления к стенке реакции. Выемка 53 создает утонченный участок стенки на внутренней поверхности опоры 50, и инициирующее ребро 54 формируется на противоположной внешней поверхности 55 опоры 50, так чтобы ребро 54 имело одну сторону, по существу выровненную с продольной стороной выемки 53. Ребро 54 предпочтительно образовано как целая часть как с внешней поверхностью 55, так и верхней поверхностью 56 стенкой 51 надувной камеры, так что, при надувании надувной камеры, расширение стенки 51 вызывает растягивающую силу вдоль ребра 54. По этой причине, выемка 53 и ребро 54 ориентированы на опоре 50, чтобы их удлиненные стороны продолжались в по существу перпендикулярном направлении к центральной области стенки 51 надувной камеры (то есть, вдоль направления развертывания). Результирующая линия напряжения, где инициируется разрывание, принимает сосредоточенное напряжение вследствие растягивания ребра 54 в направлении развертывания.
Как показано на Фиг. 7, выемка 53 обеспечивает уменьшенную толщину опоры 50, чтобы верхний конец 57 выемки 53 был закрытым, а нижний конец 58 выемки был открытым. Открытый конец предоставляет возможность удобного инжекционного формования с использованием вкладыша формы, который может легко выниматься после того, как формование завершено, посредством обеспечения беспрепятственного пути для снятия. Фиг. 8 показывает различные конфигурации для удлиненных выемок, выполненных с возможностью разрывного открытия при соответствующих требуемых давлениях и обеспечивающие соответствующие размеры проема с площадями поперечного сечения, каждая из которых адаптирована для вентиляции с соответствующей интенсивностью. Выемка 53 имеет меняющуюся толщину выемки 53 (то есть, от одной продольной стороны до другой продольной стороны), которая дает наименьшую толщину (то есть, толщину самой узкой стенки) на продольной стороне 62. Одна сторона ребра 54 является по существу расположенной в одной плоскости со стороной 62. Комбинация минимальной толщины выемки и соседства ребра 54 создает линию 60 особенно сильного напряжения с требуемыми характеристиками вентиляции.
Профиль поперечного сечения выемки 53, как видно на Фиг. 8, содержит скошенный край 61, продолжающийся от внутренней поверхности 59 до радиального продольного края 62. Длина скошенного края 61 (то есть, расстояние, на которое продолжается по окружности от радиального края 62) определяет поперечное сечение потока разорванного проема. Чтобы предоставить пример с другим пороговым значением давления открывания, и другим поперечным сечением потока, показана выемка 65, имеющая скошенный край 66 и радиальный край 67. Инициирующее ребро 68 выровнено с краем 67. Края 66 и 67 создают минимальную толщину стенки, где они сходятся, давая в результате линию 69 напряжения. Скошенный край 66 продолжается на гораздо более коротком расстоянии, чем край 61 выемки 53. Таким образом, когда опора 50 разрывается по линии 69 напряжения, результирующий проем створчатого клапана меньше и выпускает меньший объем потока, чем выемка 53. Более того, минимальная толщина на линии 69 напряжения больше, чем минимальная толщина на линии 60 напряжения, что приводит к более высокому пороговому давлению, требуемому для разрывного открывания на выемке. Вообще, более длинный, более пологий скос будет образовывать более широкий разрыв и будет вентилировать большее количество газа для надувания наряду с тем, что более короткий и более крутой скос будет открываться в меньшей степени и будет вентилировать меньшее количество газа для надувания.
Как показано выемкой 70, профиль поперечного сечения без скоса также может использоваться. Трехсторонний канал формируется краями 71, 72 и 73. Инициирующее ребро 74 может быть выровнено с любой из продольных сторон выемки 70.
Фиг. 9 показывает вид в поперечном разрезе вкладыша 80 формы, приспособленного для образования четырех удлиненных выемок в формованной инжекционным формованием крепежной опоре. Выемки формируются на внутренней поверхности опоры, соответствующие скошенным сегментам 81 и ступенчатым сегментам 82. Пунктирная линия 83 представляет поверхность полости формы, в которую помещается вкладыш 80. Пластичный материал, инжектируемый в пространство между вкладышем 80 и полостью формы формирует крепежную опору.
Фиг. 10 показывает вкладыш 85 формы с выступами 86, выполненными с возможностью образовывать трехсторонние каналы для удлиненных выемок. Профиль 87 полости формы включает в себя пазы 88 для образования соответствующих инициирующих ребер, на наружной поверхности крепежной опоры.
Поскольку один удлиненный конец выемки образован в качестве открытого конца, вкладыши 80 и 85 формы могут быть образованы в качестве сплошных тел, которые могут легко продольно выниматься из формовочной машины, чтобы освобождать формованную деталь. Посредством использования более сложного вкладыша формы с подвижными частями (например, с выдвижным ребром для образования выемки), выемка может формироваться закрытым, как показано на Фиг. 11. Таким образом, крепежная опора 90 продолжается из стенки 91 надувной камеры и включает в себя выемка 92, образованная во внутренней поверхности между закрытыми концами 93 и 94. Инициирующее ребро 95 выступает из противоположной внешней поверхности опоры 90, чтобы быть выровненной с одной продольной стороной выемки 92, как описано выше.
При проектировании активного буфера для использования в конкретном транспортном средстве, целевые значения для порогового давления, при котором возникает вентиляция, и интенсивность потока, которая должна поддерживаться, задаются согласно расположению и ожидаемым ударным нагрузкам для транспортного средства. Множество выемок было бы распределено среди одной или более крепежных опор, чтобы давать совокупное поперечное сечение потока для получения необходимой интенсивности потока. Скосы и толщины выемок определялись бы на основании сил давления и прочности материала стенки.