ITMI950738A1

ITMI950738A1 - Dispositivo di trattenuta gonfiabile e procedimento per la sua fabbricazione

Info

Publication number: ITMI950738A1
Application number: IT95MI000738A
Authority: IT
Inventors: Edward B Palm
Original assignee: Edward B Palm
Priority date: 1994-05-02
Filing date: 1995-04-11
Publication date: 1996-10-11
Also published as: GB2289010A; BR9501834A; CN1125669A; DE19513297C2; CA2145809C; JP2818739B2; CA2145809A1; DE19513297A1; US5501259A; FR2719272A1; US5836611A; JPH0840164A; ITMI950738A0; IT1273534B; GB9506021D0; GB2289010B

Abstract

Un cosiddetto "air bag" o pallone gonfiabile di protezione laminato in un sol pezzo ha uno strato interno di un materiale in foglio, uno strato intermedio di fibre supportanti carico ed uno strato esterno di materiale in foglio. Le fibre supportanti carico sono posate in una configurazione pre-specificata, tale che la maggior parte dei carichi nell'air bag sono supportati dalle fibre. Il procedimento per la fabbricazione di tale air bag include uno stampo gonfiabile che viene gonfiato alla configurazione richiesta, coperto con i vari strati e sgonfiato dopo la laminazione dei fogli per formare l'air bag laminato in un sol pezzo.(Fig. 1)

Description

11Dispositivo di trattenuta gonfiabile e procedimento per la sua fabbricazione"

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un pallone pneumatico gonfiabile o cosiddetto "air bag" assorbitore d'urti. Più particolarmente, la presente invenzione riguarda un air bag senza giunzioni in un sol pezzo, ed un procedimento per la sua fabbricazione.

Sistemi ad air bag per proteggere passeggeri per impedire offese al corpo umano durante collisioni automobilistiche, sono stati sviluppati sino dalla metà degli anni '60. Entro i primi anni '70 erano già state completate una quantità di prove sufficienti per dimostrare la validità dell'air bag e sono stati adottati gli standard di processo e di progettazione correnti. I sistemi ad air bag rappresentano ora apparati standard nella maggior parte di nuovi veicoli attualmente venduti.

Il sistema ad air bag comprende un sensore o una pluralità di sensori per rivelare una collisione del veicolo, un generatore di gas o dispositivo di gonfiaggio per espandere 1'air bag in risposta ad un segnale da un sensore, ed un air bag espanso gonfiato dal generatore di gas per assorbire qualsiasi urto imposto al passeggero durante la collisione.

L'air bag presenta una porzione cava per ricevere il gas, una apertura per il fissaggio del generatore di gas, ed un meccanismo per sfogare il gas dall'air bag dopo l'espansione per consentire il collassamento dell'air bag e l'ammortizzamento o smorzamento del passeggero. Sono state sviluppate varie strutture di meccanismi di sfiato o sfogo che includono un foro di sfiato e/o lo sfruttamento della permeabilità del tessuto dell'air bag. Al fine di limitare parzialmente o completamente la permeabilità dell'air bag e per rinforzare le porzioni cucite delle linee di cucitura o giunzione dell'air bag, un rivestimento può essere previsto sul tessuto dell'air bag stesso.

La fabbricazione di air bag della tecnica nota comporta normalmente la preparazione iniziale di un tessuto-tessuto utilizzando una fibra sintetica di alta resistenza; taglio di due o più pezzi di questo tessuto-tessuto in sagome specifiche; collegamento, cucitura o incollaggio dei bordi periferici dei vari pezzi di tessutotessuto assieme; e successiva realizzazione dell'apertura per fissare il generatore di gas e fornire il meccanismo di ventilazione o sfogo del gas. Una volta fabbricati, questi air bag sono assemblati al generatore di gas, imballati e spediti agli impianti di montaggio delle automobili per essere montati nel veicolo finito.

Benché il procedimento della tecnica nota qui sopra indicato abbia subito numerose affinazioni negli ultimi 20 anni, il concetto è rimasto fondamentalmente invariato. Il precedente procedimento della tecnica nota è un procedimento richiedente una gran quantità di lavoro o manodopera, l'impiego di materiali costosi con scarsa opportunità di significative riduzioni di costi. L'air bag che viene prodotto è un air bag alquanto pesante, che è rigido e perciò difficile da piegare e comprimere in un piccolo imballaggio per facilitare l'assemblaggio dell 'air bag nel veicolo. In aggiunta, il tessuto a più pezzi che viene impiegato nella fabbricazione di questi air bag della tecnica nota fornisce un air bag che include linee di giunzione che sono suscettibili di perdite di gas e il tessuto stesso presenta una superficie alquanto abrasiva spiacevole per il passeggero del veicolo, nella condizione gonfiata dell 'air bag.

Perciò, è sentita la necessità di avere una struttura ed un procedimento di fabbricazione di un air bag che si prestino spontaneamente alla produzione automatizzata impiegando materiali di costo relativamente basso. Idealmente, la nuova struttura di air bag e il suo associato procedimento di produzione devono essere suscettibili di produrre un air bag di peso minore, senza linee di giunzione e di costo notevolmente più basso rispetto alle strutture di livello corrente di air bag. Il nuovo air bag dovrà avere peso minore, essere più facile da comprimere e in grado di risolvere gli altri problemi associati con gli air bag della tecnica nota.

Sommario dell’Invenzione

La presente invenzione mette a disposizione della tecnica un air bag senza linee di giunzione, in pezzo singolo, di piccolo peso, singolare, che è fabbricato mediante un processo singolare consistente nel combinare vari materiali di costo relativamente basso in strati per produrre un air bag multistrati. L'air bag secondo la presente invenzione è un air bag leggero, impermeabile che è favorevole dal punto di vista ambientale, e al tempo stesso non è influenzato dalla temperatura o da agenti chimici. L'air bag è più robusto di air bag della tecnica nota, in grado di essere compresso in elementi di imballaggio o contenimento più piccoli per l'imballaggio o contenimento nei veicoli e, per il fatto di non avere linee di giunzione, non presenti problemi associati con le linee di giunzione degli air bag della tecnica nota. La stratificazione del materiale per proteggere l'air bag secondo la presente invenzione produce un air bag che è più favorevole per il passeggero nella sua condizione gonfiata, ha un coerente spessore di parete attraverso tutto il corpo dell'air bag, e consistenza o coerenza strutturale da air bag ad air bag. Il procedimento di fabbricazione singolare può essere completamente automatizzato così da ridurre notevolmente i costi relativi alla manodopera. La significativa riduzione dei costi di fabbricazione, in unione con i materiali di costo più basso che vengono stratificati, produce un air bag che supera le caratteristiche di prestazione degli air bag della tecnica nota, riducendo al tempo stesso in grado significativo i costi associati con l'air bag.

Altri vantaggi e scopi della presente invenzione risulteranno evidenti agli esperti del ramo dalla seguente descrizione dettagliata, dalle rivendicazioni accluse e dai disegni.

Breve Descrizione dei Disegni

Nei disegni, che illustrano il modo migliore attualmente previsto per attuare la presente invenzione:

la Figura 1 è una vista prospettica di un air bag gonfiato secondo la presente invenzione;

la Figura 2 è una vista in sezione dell'air bag rappresentato in Figura 1, illustrante la struttura stratificata dell'air bag;

la Figura 3 è una vista prospettica dello stampo gonfiabile per fabbricare l'air bag rappresentato in Figura 1, mostrato nella condizione gonfiata;

la Figura 4 è una vista prospettica del primo strato di materiale pellicolare dopo che esso è stato posizionato sullo stampo gonfiabile rappresentato in Figura 3;

la Figura 5 è una vista prospettica della fibra sintetica dopo che essa è stata posata in una configurazione multidirezionale sul primo strato pellicolare rappresentato in Figura 4;

la Figura 6 è una vista prospettica illustrante un robot includente una tipica testa di applicazione di fili che può essere utilizzata per posare la fibra sintetica rappresentata in Figura 5;

la Figura 7 è una vista prospettica dello strato finale di materiale pellicolare dopò che esso è stato posizionato sulle fibre sintetiche rappresentate in Figura 5;

la Figura 8 è una vista prospettica illustrante l'applicazione di calore per termosaldare l'air bag multistrati rappresentato in Figura la Figura 9 è una vista prospettica dell'air bag completato dopo lo sgonfiaggio e prima della rimozione dello stampo gonfiabile rappresentato in Figura 3.

Descrizione Dettagliata della Forma di Realizzazione Preferita Facendo ora riferimento ai disegni in cui numeri di riferimento uguali indicano parti uguali o corrispondenti nelle varie viste, in Figura 1 è illustrato un air bag in stato gonfio secondo la presente invenzione, che è indicato generalmente al numero di riferimento 10. L'air bag 10 è un air bag multistrati senza linee di giunzione in pezzo singolo fabbricato mediante un procedimento singolare che sarà qui di seguito descritto.

Uno strato interno o primo strato o tela 12 è costituito da uno strato di pellicola 14 come ad esempio di Mylar, poliuretano o altro materiale. Lo strato intermedio o secondo strato 16 è costituito da una pluralità di fibre sintetiche 18, come ad esempio nylon, poliestere, Dacron o Kevlar, che sono posate sullo strato interno 12 in una configurazione multidirezionale pre-specif icata che è sviluppata impiegando un'analisi a elementi finiti delle caratteristiche di sollecitazione richieste per la sagoma speciale dell'air bag 10. Uno strato esterno o terzo strato 20 costituisce pure uno strato di pellicola 22 come Mylar, poliuretano o altro materiale pellicolare che è posizionato al di sopra delle fibre sintetiche 18. Al fine di mantenere l'integrità della configurazione multistrati dell'air bag 10, la combinazione del primo strato 12, del secondo strato 16 e del terzo strato 18 è termosaldata a formare una struttura integrale o in un sol pezzo.

Benché l'air bag 10 sia stato mostrato come un air bag di sagoma generalmente rettangolare, si comprenderà che l'air bag secondo la presente invenzione può essere configurato a qualsiasi sagoma richiesta, e che il procedimento di fabbricazione in seguito descritto è atto a fabbricare le configurazioni richieste dell'air bag secondo la presente invenzione.

Le Figure da 3 a 9 illustrano le varie fasi richieste per la fabbricazione dell'air bag 10 secondo la presente invenzione. La Figura 3 illustra uno stampo o camera d'aria 30 che è sagomato in modo identico alla sagoma dell'air bag 10 che viene fabbricato. Lo stampo 30 è fatto di un materiale a finitura superficiale liscia flessibile, che è impermeabile e può essere gonfiato e successivamente sgonfiato per milioni di volte senza perdere nè la propria sagoma nè la propria resistenza meccanica. La Figura 3 illustra lo stampo 30 nella sua condizione gonfiata. Un gas compresso, normalmente aria, è stato pompato in un ingresso 32 così da provocare il gonfiaggio dello stampo 30 alla condizione rappresentata in Figura 3. Dopo il gonfiaggio alla sagoma specificata, lo stampo 30 è spruzzato o coperto con un agente di stacco dallo stampo (non rappresentato) che facilita la rimozione del-1 'air bag 10 in seguito a sgonfiaggio dello stampo 30 come sarà in seguito qui descritto.

La Figura 4 illustra l'applicazione del primo strato 12 di pellicola 14 che è posizionato sullo stampo 30 dopo l'applicazione dell'agente di stacco dallo stampo. La pellicola 14 può essere fabbricata da Mylar, poliuretano o qualsiasi altra pellicola adatta. La pellicola 14 è posata in modo tale che essa abbia a coprire completamente o circondare lo stampo 30. La pellicola 14 può essere mantenuta in posizione mediante un morsetto 36 disposto vicino all'ingresso 32 dello stampo 30, se desiderato.

La Figura 5 illustra l'applicazione dello strato 16 mediante la posa della pluralità di fibre sintetiche 18 su pellicola 14 conformemente ad una configurazione pre-specif icata . La configurazione pre-specif icata per la posa della pluralità di fibre 18 è determinata impiegando un calcolatore eseguente un programma di analisi ad elementi finiti che modella la sagoma del-1 'air bag 10 e fornisce le aree di elevate e basse sollecitazioni per indicare la configurazione richiesta per la posa della pluralità di fibre sintetiche 18 al fine di rinforzare 1'air bag 10 nelle aree di sollecitazione più elevata. L'esecuzione dell'analisi ad elementi finiti per la sagoma specificata di air bag 10 al fine di determinare la configurazione richiesta per la pluralità di fibre sintetiche 18 è ben nota nella tecnica e non sarà qui ulteriormente discussa.

La posa della pluralità di fibre sintetiche 18 può essere realizzata impiegando un robot 40 di posa di fibre a più assi, in grado di essere programmato per muoversi secondo ciascuno dei tre assi. Il robot 40 applica preferibilmente le fibre 18 sotto trazione uniforme per minimizzare distorsioni nell'air bag completato. Un procedimento adatto per l'applicazione delle fibre 18 è quello di applicare un adesivo a fusione calda o altro adesivo alla fibra prima della applicazione. Il robot 40, come è mostrato in Figura 6, include un applicatore 42 di filo che può includere un elemento riscaldante 44 per riscaldare o far fondere l'adesivo sulla fibra immediatamente prima della applicazione alla pellicola. Quando le fibre 18 sono state posate nella configurazione pre-specif icata, esse possono essere fissate in posizione mediante un morsetto 46 posizionato in corrispondenza dell'ingresso 32 come è mostrato in Figura 5.

Al completamento della fase di applicazione delle fibre, adesivo addizionale può essere applicato sull'intera superficie, ad esempio mediante un'applicazione a spruzzatura o una applicazione a rulli. Alternativamente, le superfici rivolte verso l'interno dell'una o l'altra delle o di entrambe le pellicole 14 e 22 possono essere pre-rivestite uniformemente con un adesivo secco suscettibile di essere termicamente attivato .

La Figura 7 illustra la posa o stiro dello strato finale 20 di pellicola 22 sullo stampo 30, sul primo strato 12 e sul secondo strato 16. In modo similare alla pellicola 14, la pellicola 22 può essere fatta di Mylar, poliuretano o essere una qualsiasi altra pellicola adatta. La pellicola 22 è posata in modo tale che essa abbia a coprire o circondare completamente lo stampo 30. La pellicola 22 può essere mantenuta in posizione mediante un morsetto 50 disposto vicino all'ingresso 32 dello stampo 30, se desiderato .

La laminazione dell'air bag 10 è completata facendo indurire completamente l'adesivo impiegando calore o luce e/o pressione, in dipendenza dall'adesivo e dai materiali impiegati. La Figura 8 illustra l'applicazione di calore per far indurire l'adesivo e termosaldare 1'air bag 10 a più strati impiegando una pluralità di elementi di riscaldamento 56.

Quando l'adesivo si è indurito o rappreso, i morsetti 36, 46 e 50 possono essere rimossi. Lo stampo 30 può essere sgonfiato e rimosso dall'interno dell'air bag 10 e qualsiasi operazione di finitura può essere completata, come ad esempio la formazione di un ingresso 60 nell'air bag 10 e/o di almeno un foro di sfiato (non mostrato) se richiesto dalla struttura specifica di air bag.

Il procedimento di fabbricazione qui sopra dettagliatamente descritto produce così un air bag senza linee di giunzione in pezzo singolo avente una sagoma ed una resistenza specificate. L'air bag è più leggero, impermeabile e favorevole dal punto di vista ambientale, non essendo influenzato dalla temperatura o da agenti chimici. L'air bag è più robusto o resistente di air bag della tecnica nota, può essere compresso in imballaggi più piccoli, e la caratteristica dell'assenza delle linee di giunzione elimina i problemi associati con le perdite in corrispon-, denza delle linee di giunzione di air bag della tecnica nota. L'air bag fabbricato avrà uno spessore di parete coerente in ciascun air bag come pure da air bag ad air bag, e l'air bag presenterà una superficie più favorevole per l'utente in opposizione alla superficie di natura abrasiva delle strutture di tessuto della tecnica nota. Da ultimo, il procedimento di fabbricazione qui sopra descritto dettagliatamente può essere completamente automatizzato così da ridurre drasticamente sia i costi relativi ai materiali che i costi relativi alla manodopera associati con la fabbricazione degli air bag.

Benché la precedente descrizione dettagliata descriva la forma di realizzazione preferita della presente invenzione, si comprenderà che la presente invenzione è suscettibile di modifiche, varianti e alterazioni senza allontanarsi dall'ambito protettivo e dal significato effettivo delle rivendicazioni qui sotto accluse.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per fabbricare un air bag comprendente le fasi di: gonfiare uno stampo ad una configurazione pre-specif icata; posizionare un primo foglio su detto stampo; applicare una pluralità di fibre su detto primo foglio conformemente ad una configurazione pre-specif icata ; posizionare un secondo foglio su detto stampo; laminare assieme detti primo e secondo fogli; e separare detto air bag da detto stampo.
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre la fase di applicare adesivo tra detti primo e secondo fogli prima di laminare assieme detti fogli.
3. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detta pluralità di fibre sono applicare a detto primo foglio sotto trazione sostanzialmente uniforme.
4. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui dette fibre sono rivestite con adesivo prima della applicazione a detto primo foglio.
5. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detta configurazione pre-specificata per detta pluralità di fibre o fili è determinata impiegando le analisi ad elementi finiti.
6. Procedimento secondo la rivendicazione 1 in cui detta pluralità di fibre sono applicate a detto primo foglio impiegando un robot.
7. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui la fase di separare detto air bag da detto stampo comprende: sgonfiare detto stampo; e rimuovere detto stampo dall'interno di detto air bag.
8. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detta fase di laminazione include l'applicare calore a detto secondo foglio.
9. Procedimento secondo la rivendicazione 8, comprendente inoltre la fase di applicare adesivo tra detti primo e secondo fogli prima di applicare calore a detto secondo foglio.
10. Procedimento secondo la rivendicazione 8, in cui dette fibre sono rivestite con adesivo prima della applicazione a detto primo foglio.
11. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui la fase di applicare detta pluralità di fibre applica dette fibre in un modo ininterrotto continuo.
12. Procedimento secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre la fase di serrare detto primo foglio a detto stampo.
13. Procedimento secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre la fase di serrare detta pluralità di fibre a detto stampo.
14. Procedimento secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre la fase di serrare detto secondo foglio a detto stampo.
15. Air bag laminato in un sol pezzo tridimensionale comprendente: uno strato esterno di materiale; e uno strato interno di fibre supportanti carico, dette fibre supportanti carico essendo posate in un modo tridimensionale in detto air bag in modo tale che la maggior parte dei carichi in detto air bag sono supportati da dette fibre .
16. Air bag secondo la rivendicazione 15, in cui detto air bag comprende una coppia di strati esterni di materiale, detto strato interno essendo disposto tra detta coppia di strati esterni .
17. Air bag laminato in un sol pezzo tridimensionale, avente linee di sollecitazione maggiori quando impiegato, detto air bag comprendendo: uno strato esterno di materiale; uno strato interno di fibre supportanti carico, dette fibre supportanti carico essendo posate in un modo tridimensionale in detto air bag per adattare dette linee di sollecitazione principali o maggiori.
18. Air bag secondo la rivendicazione 17, in cui detto air bag comprende una coppia di strati esterni di materiale, detto strato interno essendo disposto tra detta coppia di strati esterni .