CN102666213A - 用于机动车辆的安全气囊和用于制造安全气囊的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于机动车辆的安全气囊(1)，其包括具有两个侧壁的安全气囊外皮，这两个侧壁围成气室。前述安全气囊外皮至少部分地滚制成在帘式安全气囊的闲置状态下的定形气袋(27)，定形气袋(27)具有非圆形截面。为了提供划算的方式产生这种安全气囊并且确保安全气囊展现滚制气袋的展开行为，只要气室内的压力不超过环境的压力，非圆形截面是恒定不变的并且通过带圆形截面的滚制气袋的塑性变换可获得上述非圆形截面。

Description

用于机动车辆的安全气囊和用于制造安全气囊的方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的安全气囊，并涉及一种根据权利要求13所述的其制造方法。

所谓的帘式安全气囊广泛地应用于汽车工业。它们用于在侧面撞击或翻车事故的情况下主要保护车辆乘员的头部。

帘式安全气囊包括具有两个平行侧壁的安全气囊外皮，侧壁围绕着气室。侧壁通常拥有相当大的表面并且安全气囊外皮被滚制和/或折叠成气袋，该气袋的直径比其长度小。安全气囊外皮的上部边缘直接或间接安装在车辆的内部结构上，并且帘式安全气囊由天花板覆盖。在此，一个普遍的问题是，内部结构和天花板之间可用的空间是有限的。

背景技术

两个将安全气囊外皮形成为袋的基本概念已经为现有技术所公知：

第一个概念中，安全气囊的外皮折叠成所谓的Z型折叠，如同手风琴。这种气袋形成方式的优势在于限定气袋的截面相对自由。尤其是可以折叠安全气囊外皮，由此气袋具有基本为长方形的形状，其带有较长边和较短边，这种形状往往适合更好地放入车辆的内部结构(多数情况下是车顶纵梁)和天花板之间的空间。带有此类折叠形式的帘式安全气囊例如由DE 10 2004 052 466A1所知。

第二个概念中，安全气囊的外皮被滚制成气袋。这样做的优势是展开行为通常相对优越于折叠帘式安全气囊的展开行为。通常优选地把气袋滚制成“舷外”的卷，这意味着安全气囊外皮在展开过程中向外展开，引起朝着乘员的温和行为。当安全气囊外皮的上部边缘在安装状态下向下指向时，就实现了特别好的展开行为。这样的配置例如显示于WO2005/049390A1(所谓的P-卷)。

这种包的类型的变体例如从WO 2002/085674A1获知。在这里，安全气囊外皮的主要部分滚制成气袋，并且在主要部分和安全气囊外皮上部边缘之间的另一部分显示为一个折叠部。包括所述另一部分的总体气袋的横截面主要由滚制气袋的形状限定。

安全气囊外皮被完全或大部分滚制成气袋的帘式安全气囊的缺点是，气袋通常有圆形的截面，这就经常不能以理想方式下使用可用空间。

通用专利文献WO 2004/094198A1描述了一种包装帘式安全气囊的方法。在这里，帘式安全气囊的安全气囊外皮首先滚制成气袋并且然后通过一个或多个变形元件推到滚制气袋里而被变形。通过这种滚制气袋的变形，可以产生气袋的不同于圆形的截面，但是需要接受两个缺点。首先，必须采取额外的措施，以将新形成的气袋(变形滚制的气袋)保持处于新形状。如果没有这样的措施(通常是包裹物围绕气袋缠绕)，气袋将返回到其原始状态，即带有基本圆形截面的滚制气袋。这种包裹物的应用，当然就要耗费更多的人力，因此就必须花费更大的成本，这些都是不希望看到的。第二，由这种变形的获得的气袋不再是如下几何形态的辊筒：辊筒的几何特征是，如果遵循辊筒(例如从安全气囊外皮的下部边缘到上部边缘)，曲率方向是单调的：或者具有左弯曲或者具有右弯曲。在WO 2004/094198A1里描述的气袋中则不再是如此情况：在此，既有左弯曲的部分又有右弯曲的部分，因此在某些情况下无法实现“真正的”辊筒的完美的展开行为。

发明内容

本发明由此而需要解决的问题在于：改进一种通用安全气囊以及一种制造此类安全气囊的通用制造方法，由此容易且因此成本低廉地制造帘式安全气囊且展示滚制气袋的展开行为。

通过根据权利要求1所述的一种安全气囊和根据权利要求13所述的一种制造此类安全气囊的方法，来解决上述问题。

根据本发明，至少一部分安全气囊外皮是带有非圆形截面的滚制气袋；该滚制气袋被称为“定形气袋”。只要安全气囊没有展开，就是说只要气室内的压力没有超过环境的压力，非圆截面就是恒定不变的。前述不变的非圆截面可以通过滚制气袋(尤其是带有圆形横截面的滚制气袋)的塑性变形(尤其是热塑性变形)获得。

根据本发明所述的安全气囊的生产十分简单：安全气囊外皮首先滚制成气袋，就像“传统的”滚制气袋。然后整个气袋插入带有至少两个板的推压装置。滚制气袋在两个板之间被推压并且在那里保持一定的时间。取决于安全气囊外皮的材料和/或安全气囊外皮的涂层，优选地通过加热至少一个板，将热量施加到受推压的气袋上。因为安全气囊外皮和/或其涂层的记忆效应，滚制气袋将不回复至其原来的圆形截面，而是基本上保持了板推压而成的形状。在最简单和最普通的情况下，气袋在两个相互平行的板之间被推压。由此，定形气袋具有带有长边和短边(从数学上更准确地应该说：最大直径和最小直径)的椭圆形的形状。前述的记忆效应在多数情况下源自于：在推压以及气袋推压之后“再固化”期间，安全气囊外皮材料和/或涂层材料软化或者“接近熔化”。

因为安全气囊外皮的塑性织物通常所用的聚酰胺(尼龙，PA)有相当高的熔点，所以在许多应用中优选对安全气囊外皮涂覆以涂层，优选地使用由热塑性成分制成的涂层。

附图说明

本发明以附图实例的形式进行详细描述。图示如下：

图1：帘式安全气囊的鸟瞰图；

图2：图1中沿着切削平面A-A的截面图；

图3：如图3所示的内容和圆柱体；

图4：安全气囊外皮围绕圆柱体包裹之后的图3的帘式安全气囊；

图5：在圆柱体已被抽出之后的图4的帘式安全气囊；

图6：放置在推压装置的板之间的图5的帘式安全气囊；

图7：在推压装置启动之后如图6所示的内容；

图8：从推压装置释放之后的帘式安全气囊，和固定安装元件；

图9：安装到车辆的车顶纵梁的图8的带有固定安装元件的帘式安全气囊；

图10：根据图9所示的本发明的第二实施例；和

图11：根据图9所示的本发明的第三实施例。

具体实施方式

图1-8示意性示出根据本发明的优选实施例的帘式安全气囊的最新生产步骤。

图1是未折叠帘式安全气囊10的俯视鸟瞰图。图2是图1中沿着面A-A截取的截面图。帘式安全气囊10包括带有两个侧壁14和16的安全气囊外皮12。侧壁14和16以及由此的安全气囊外皮12围绕着气室G，气室G在所示的实施例中具有两个分室G1、G2.安全气囊外皮有四个边缘，也就是上部边缘12a、下部边缘12b、右边缘12c、和左边缘12d。所述两个侧壁采用边缝18相互连接，需要强调的是，在所述侧壁之间也可以采用其他种类的连接。例如安全气囊外皮由整块编织技术制作。

安装凸缘30、30’、30”附接于上部边缘；在所示实施例中采用边缝18进行附接。送气元件通过上部边缘截面延伸到气室。该送气元件20的上部截面22用于容纳气体发生器(未显示)，送气元件20仅仅被极为示意性地描绘。该送气元件可以被构造成形如WO 2006/117121A1所公开的送气元件。当然也可以使用其他的传送气体进入气室的可能方式。

优选地，安全气囊外皮由塑性织物制成。这种塑性织物的合适且优选的材料是聚酰胺(PA，尼龙)。进一步优选的是，安全气囊外皮特别地涂覆有由热塑性成分制成的涂层。

在如此组装安全气囊之后的下一步是安全气囊外皮12的滚轧。因为希望安全气囊外皮10的滚制气袋是中空的，如此以致滚制气袋25拥有管状的形状，因此滚轧可以通过围绕圆柱体60包裹安全气囊外皮来完成，如图3和4所示。在气袋的滚轧完成之后，圆柱体被取出，如此以致安全气囊外皮的滚制气袋25处于如图5所示的状态，也就是管状的形状。

在下一步中，帘式安全气囊10被插入推压装置50的两块板52、54之间。在这一步中，可以通过将一些弹性带布置在气袋的外表面周围(未显示)，来必要地使滚制气袋25保持形状。所述两块板可以加热并且可以加热到优选地80℃到110℃。最大温度由安全气囊外皮的材料和/或安全气囊外皮的涂层(若有的话)限制。如采用上述材料，则优选的温度是110℃。

如图7所示，推压装置通过将上板54朝向下板52下降进行启动。力优选为在滚制气袋外皮中处于5000和10000牛顿/米(N/m)之间。针对上文给出的材料和温度，相应的压力的优选值是7500N/m。帘式安全气囊在此压力下维持一段时间，例如5分钟。在推压装置中，滚制气袋的安全气囊外皮被整平，由此，它显示出相互基本平行的各层以及尖锐弯折线，安全气囊外皮沿着尖锐弯折线弯折约180°。尤其在弯折区域处，安全气囊外皮和/或安全气囊外皮的涂层热塑地变形。进一步，可以通过上述加热和加压，在定形的气袋中在安全气囊外皮的相邻层之间就实现了特定的粘合效果。

当推压装置张开时，滚制气袋膨胀到一定程度，但由于热塑性变形而并不恢复到其带有圆形截面的原始形状。通过前述的塑性转换(或塑性变形)从原先带圆形截面的滚制气袋获得的这一气袋被称为定形气袋27(图8).只要不施加足够的力，定形气袋27的形状是恒定的，因而安全气囊维持处于闲置状态。当然当气体发生器被触发时，定形气袋将其形状松散开，气室内的压力上升并且安全气囊展开。

在带有圆形横截面的滚制气袋塑性变形之后，定形气袋27的横截面呈椭圆形。弯曲区域显示出最大的曲率。这里需要注意的是，构成定形气袋27的安全气囊外皮的曲率的数值不是恒定的(此为椭圆形的特性)，但是在定形气袋27内曲率方向不变(这也是椭圆形的特性)。用数学术语描述就是：在定形气袋27内安全气囊外皮的曲率是单调的。

即使并不如数学上精确，仍然可以说，定形气袋具有长度是a的长边和长度是b的短边。数学上正确的是，“a”表示最大直径并且“b”表示最小直径。优选地，a在20mm和50mm之间并且b在10mm和25mm之间.进一步优选地，a至少为1.5×b。

如图8可见，安全气囊外皮的上部边缘12a沿着长边(使用前述上文定义)延伸。如图8可见，安装凸缘(显示为安装凸缘30)基本上平行于长边延伸并终止于上部边缘12a，由此，安装凸缘30和定形气袋27在所示的横截面中形成“b”。固定安装元件(图8中显示为固定安装元件32)可以附接到每个安装凸缘30、30’、30”。例如，如果安装凸缘30是双层壁，则可以将前述固定安装元件32粘合或者将其铺设在安装凸缘30内侧，固定安装元件特别地可由金属薄片或塑料制成。通过使用这些固定安装元件32，可以实现的是，帘式安全气囊可以这样安装在车辆的车顶纵梁65上，定形气袋的长边基本上沿着上下方向延伸，这通常是优选的(图9)。

图10在截面图中显示了根据权利要求8的第二实施例。与第一实施例的不同之处在于，安装凸缘30的方向和固定安装元件32的朝向是相反的：安装凸缘30和定形气袋形成了“p”。

图11在截面图中显示了根据权利要求8的第三实施例。这里，安全气囊外皮有两部分：第一部分被卷成滚制气袋并且变形成前述的带有椭圆形横截面的定形气袋，并且第二部分在第一部分和上部边缘之间延伸，显示出一个折叠部19，这个折叠部可以在包塑性变形之前或之后被应用。

在前两个实施例中通常不需要封套(wrapper)或类似物以保持定形气袋的形状。第三实施例通常需要一个或多个封套以保持它的形状。

在上述实施例中定形气袋有基本椭圆形的截面并且通过通常带有圆形截面的滚制气袋的塑性变形获得。这个形状是优选的，因为它可以由带有两个板的推压装置制成。但是它也可产生带更复杂截面的定形气袋，例如三角形截面。这种形状的优点可以是，帘式安全气囊确实更好地适配在车顶纵梁和车顶之间的空间。缺点是推压装置更为复杂，也就是需要一个带至少三个板的推压装置。

虽然本发明以帘式安全气囊为例进行阐述，而帘式安全气囊可能是最为重要的应用，但是需要强调的是，根据本发明的安全气囊也可以是其他种类的安全气囊，特别是侧面安全气囊或者膝部安全气囊。

序列号列表

Claims (16)

1.一种用于机动车辆的安全气囊，所述安全气囊包括具有两个侧壁(14，16)的安全气囊外皮(12)，所述两个侧壁围成气室(G)，所述安全气囊外皮(12)至少部分地滚制成在所述帘式安全气囊的闲置状态下的定形气袋(27)，定形气袋(27)具有非圆形截面，其特征在于，只要气室(G)内的压力不超过环境的压力，非圆形截面是恒定的，并且该非圆形截面能够通过带圆形截面的滚制气袋(25)的塑性变换获得。

2.根据权利要求1所述的安全气囊，其特征在于，定形气袋中侧壁(16，18)的曲率方向是单调的。

3.根据权利要求1或2所述的安全气囊，其特征在于，定形气袋(27)有长边(a)和短边(b)。

4.根据权利要求3所述的安全气囊，其特征在于，长边(a)的长度至少是短边(b)的长度的1.5倍。

5.根据权利要求3或4所述的安全气囊，其特征在于，定形气袋有椭圆的横截面。

6.根据权利要求3到5中任一项所述的安全气囊，其特征在于，安全气囊的边缘(12a)沿着长边延伸。

7.根据上述任一项权利要求所述的安全气囊，其特征在于，安装元件(30，30’，30”)从安全气囊外皮的边缘延伸出来。

8.根据权利要求7所述的安全气囊，其特征在于，安装元件包括至少一个固定装配元件(32)。

9.根据上述任一项权利要求所述的安全气囊，其特征在于，安全气囊外皮(12)由塑性织物制成。

10.根据上述任一项权利要求所述的安全气囊，其特征在于，安全气囊外皮(12)涂覆有涂层。

11.根据权利要求11所述的安全气囊，其特征在于，涂层由热塑性的成分制成。

12.根据上述任一项权利要求所述的安全气囊，其特征在于，它是帘式安全气囊(10)。

13.一种用于制造根据上述任一项权利要求所述的安全气囊的方法，其步骤如下：

-将安全气囊外皮滚制成带有圆形截面的滚制气袋(25)并且

-通过使用板(52，54)从至少两侧推压于气袋上，使滚制气袋(25)转变成定形气袋(27)。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，推压用气袋上至少5000牛/米完成。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，在推压期间额外地对气袋施加热量。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，至少一个板加热到超过80℃。

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