RU2716383C2 - Активный буфер для автомобильного транспортного средства и надуваемый эластичный баллон для активного буфера - Google Patents

Активный буфер для автомобильного транспортного средства и надуваемый эластичный баллон для активного буфера Download PDF

Info

Publication number
RU2716383C2
RU2716383C2 RU2016141580A RU2016141580A RU2716383C2 RU 2716383 C2 RU2716383 C2 RU 2716383C2 RU 2016141580 A RU2016141580 A RU 2016141580A RU 2016141580 A RU2016141580 A RU 2016141580A RU 2716383 C2 RU2716383 C2 RU 2716383C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
elastic
elastic cylinder
elastic balloon
weld
wall
Prior art date
Application number
RU2016141580A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016141580A (ru
RU2016141580A3 (ru
Inventor
Кайтлин М. ЦИШКЕ
Стейси Х. РЕЙНЗ
Николас А. МАЦЦОККИ
Original Assignee
ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи filed Critical ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи
Publication of RU2016141580A publication Critical patent/RU2016141580A/ru
Publication of RU2016141580A3 publication Critical patent/RU2016141580A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2716383C2 publication Critical patent/RU2716383C2/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/04Padded linings for the vehicle interior ; Energy absorbing structures associated with padded or non-padded linings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R13/00Elements for body-finishing, identifying, or decorating; Arrangements or adaptations for advertising purposes
    • B60R13/02Internal Trim mouldings ; Internal Ledges; Wall liners for passenger compartments; Roof liners
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/04Padded linings for the vehicle interior ; Energy absorbing structures associated with padded or non-padded linings
    • B60R21/045Padded linings for the vehicle interior ; Energy absorbing structures associated with padded or non-padded linings associated with the instrument panel or dashboard
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/16Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/23Inflatable members
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/16Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/26Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow
    • B60R21/30Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow with means to draw ambient air into the flow line and mix such air with the inflation fluid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R13/00Elements for body-finishing, identifying, or decorating; Arrangements or adaptations for advertising purposes
    • B60R13/02Internal Trim mouldings ; Internal Ledges; Wall liners for passenger compartments; Roof liners
    • B60R2013/0287Internal Trim mouldings ; Internal Ledges; Wall liners for passenger compartments; Roof liners integrating other functions or accessories
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R2021/003Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks characterised by occupant or pedestian
    • B60R2021/0039Body parts of the occupant or pedestrian affected by the accident
    • B60R2021/0051Knees
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/04Padded linings for the vehicle interior ; Energy absorbing structures associated with padded or non-padded linings
    • B60R2021/0407Padded linings for the vehicle interior ; Energy absorbing structures associated with padded or non-padded linings using gas or liquid as energy absorbing means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Air Bags (AREA)
  • Safety Valves (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к активному буферу для автомобильного транспортного средства и надуваемому эластичному баллону для него. Активный буфер устанавливается на поверхности внутренней отделки пассажирского отделения в автомобильном транспортном средстве. Пластиковая передняя стенка развертывается в направлении развертывания к пассажиру в пассажирском отделении. Пластиковый расширяемый элемент эластичного баллона соединен по внешнему периметру с передней стенкой сварным швом для формирования эластичного баллона. Сварной шов имеет номинальное давление разделения. Нагнетатель связывает газ для надувания, чтобы надувать эластичный баллон в ответ на событие удара при столкновении. Элемент эластичного баллона включает в себя множество вентиляционных проемов, выполненных с возможностью регулировать давление надувания газа для надувания во время удара согласно профилю пассивной безопасности пассажира. Элемент эластичного баллона дополнительно включает в себя, по меньшей мере, один вентиляционный клапан сброса механических напряжений, содержащий ломкий разрывной шов, частично врезанный в элемент эластичного баллона, выполненный с возможностью раскрытия при разрыве при заданном давлении между профилем пассивной безопасности пассажира и номинальным давлением разделения. Обеспечивается повышение безопасности за счет равномерного надувания эластичного баллона. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 14 ил.

Description

Настоящее изобретение, в целом, относится к активным буферам для защиты пассажира или водителя от удара при столкновении в автомобильных транспортных средствах и, в частности, к активному буферу с надуваемым эластичным баллоном, сформированным пластиковыми панелями стенки, соединенными вдоль сварного шва тепловой сварки.
Активный буфер является защитным устройством для занимающего место человека в транспортном средстве с газонадувным эластичным баллоном для поглощения ударов и уменьшения травмы у занимающего место человека во время удара при столкновении. В противоположность развертываемым надувным подушкам безопасности, сделанным из различных тканей, которые появляются из-за различных проемов при надувании, активные буферы используют саму поверхность внутренней отделки, чтобы расширяться в начале события столкновения для поглощения и рассеяния энергии удара благодаря действию газа для надувания. Патент США № 8205909, включенный в материалы настоящей заявки посредством ссылки, раскрывает активный коленный буфер, встроенный в дверцу перчаточного ящика, которая облегчена и визуально привлекательна. Патент США № 8474868, также включенный в материалы настоящей заявки посредством ссылки, раскрывает типичную конструкцию, в которой активный буфер включает в себя переднюю стенку или панель внутренней отделки, которая обращена к пассажиру или водителю транспортного средства, прикрепленную к задней стенке или элементу эластичного баллона вдоль уплотненной периферии. Элемент эластичного баллона дополнительно прикреплен к неподвижной поверхности реакции, такой как приборная панель, облицовка двери или элемент каркаса. Одна или обе из стенок являются деформируемыми, чтобы предоставлять расширяемый надуваемый эластичный баллон. Например, элемент эластичного баллона может иметь складчатую (например, гармошкообразную) область, которая распрямляется во время надувания. 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 внутренней отделки.
Передняя и задняя стенки типичного эластичного баллона для активного буфера содержат формованные термопласты, такие как полиэтилен, полиолефин, или ПВХ (PVC). Они типично формуются инжекционным формованием, но также могут формоваться выдувным формованием. Когда формируются по отдельности, передняя и задняя стенки должны герметично соединяться по своей периферии, для того чтобы формировать надуваемый эластичный баллон. Соединение должно быть крепким, чтобы противодействовать разделению, которое могло бы происходить вследствие высоких давлений надувания во время надувания, и которые получаются в результате, когда пассажир ударяется о буфер. Периферийное уплотнение, например, формируется тепловой сваркой.
Известно, что для оптимизации рассеяния энергии, когда пассажир или водитель контактирует с активным буфером, газ для надувания должен вентилироваться, чтобы предоставлять возможность управляемого спадения эластичного баллона, которое безопасно замедляет ударяющегося пассажира или водителя. Места вентиляции были раскрыты в центральных плоских зонах стенки эластичного баллона, обращенной к передней стенке в области складчатой диафрагмы стенки эластичного баллона, и в приварных опорах, например, которые прикрепляют стенку эластичного баллона к поверхности реакции. Также предполагалось, что активный вентиляционный клапан может быть размещен в непосредственной близости к локальным зонам, где механические напряжения сил надувания могут создавать наивысшую вероятность повреждения сварного шва.
Конкретная конструкция буфера перенимает различные признаки конструкции, такие как типы материала, размер и размещение диафрагмы, и конфигурации вентиляционного клапана для получения желательных эксплуатационных качеств пассивной безопасности и надежности сварного шва. Такая конструкция должна быть обязательно основана на соответствующих допущениях, таких как диапазон ожидаемых ударных нагрузок и диапазон давлений газа для надувания, который должен подаваться нагнетателем. В случае, если одно из этих допущений нарушено (например, нагнетатель подает большие объем и/или давление за пределами своего установленного техническими условиями диапазона), избыточное механическое напряжение на сварном шве все же может вызывать разделение сварного шва.
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. Формованный из пластика расширяемый элемент эластичного баллона соединен по внешнему периметру с передней стенкой сварным швом для формирования надуваемого эластичного баллона. Сварной шов имеет номинальное давление разделения. Нагнетатель подает газ для надувания в надуваемый эластичный баллон в ответ на событие удара при столкновении транспортного средства. Элемент эластичного баллона включает в себя множество вентиляционных проемов, выполненных с возможностью регулировать давление надувания газа для надувания во время удара согласно профилю пассивной безопасности пассажира. Элемент эластичного баллона дополнительно включает в себя по меньшей мере один вентиляционный клапан сброса механических напряжений, содержащий ломкий разрывной шов, частично врезанный в элемент эластичного баллона, выполненный с возможностью раскрытия при разрыве при заданном давлении между профилем пассивной безопасности пассажира и номинальным давлением разделения.
Таким образом, согласно первому объекту изобретения создан активный буфер для установки в поверхности внутренней отделки пассажирского отделения в автомобильном транспортном средстве, содержащий:
формованную из пластика переднюю стенку для развертывания в направлении развертывания к пассажиру в пассажирском отделении;
формованный из пластика расширяемый элемент эластичного баллона, соединенный по внешнему периметру с передней стенкой сварным швом для формирования надуваемого эластичного баллона, при этом сварной шов имеет номинальное давление разделения; и
нагнетатель для подачи газа для надувания в надуваемый эластичный баллон в ответ на событие удара при столкновении транспортного средства;
причем элемент эластичного баллона включает в себя множество вентиляционных проемов, выполненных с возможностью регулирования давления надувания газа для надувания во время удара согласно профилю пассивной безопасности пассажира;
при этом элемент эластичного баллона включает в себя по меньшей мере один вентиляционный клапан сброса механических напряжений, содержащий ломкий разрывной шов, частично врезанный в элемент эластичного баллона и выполненный с возможностью раскрытия при разрыве при заданном давлении между профилем пассивной безопасности пассажира и номинальным давлением разделения.
Предпочтительно, элемент эластичного баллона включает в себя по меньшей мере одну по существу круговую складчатую диафрагму, расположенную внутрь от сварного шва, при этом вентиляционный клапан сброса механических напряжений расположен в диафрагме вблизи одного из вентиляционных проемов.
Предпочтительно, ломкий разрывной шов проходит в сторону от одного из вентиляционных проемов.
Предпочтительно, вентиляционный клапан сброса механических напряжений дополнительно содержит инициирующее отверстие, при этом ломкий разрывной шов проходит в сторону от инициирующего отверстия.
Предпочтительно, вентиляционный клапан сброса механических напряжений содержит множество ломких разрывных швов, проходящих в сторону от инициирующего отверстия.
Предпочтительно, сварной шов имеет множество зон сосредоточения механических напряжений, при этом элемент эластичного баллона включает в себя множество вентиляционных клапанов сброса механических напряжений, расположенных в элементе эластичного баллона, каждый из которых является смежным с соответственной зоной сосредоточения механических напряжений.
Согласно второму объекту изобретения создан надуваемый эластичный баллон для активного буфера, содержащий:
стенку внутренней отделки и
расширяемую стенку эластичного баллона с приварным фланцем, проходящим по периметру и приваренным к стенке внутренней отделки, причем стенка эластичного баллона имеет вентиляционные проемы, регулирующие давление надувания газа для надувания во время удара согласно профилю пассивной безопасности, и имеет вентиляционный клапан сброса, содержащий ломкий разрывной шов, выполненный с возможностью раскрытия при разрыве при заданном давлении между профилем пассивной безопасности и давлением разделения сварного шва.
Предпочтительно, разрывной шов частично врезан в поверхность стенки эластичного баллона.
Предпочтительно, стенка эластичного баллона включает в себя по меньшей мере одну по существу круговую складчатую диафрагму, расположенную внутрь от приварного фланца, при этом вентиляционный клапан сброса расположен в диафрагме вблизи одного из вентиляционных проемов.
Предпочтительно, ломкий разрывной шов проходит в сторону от одного из вентиляционных проемов.
Предпочтительно, вентиляционный клапан сброса дополнительно содержит инициирующее отверстие, при этом ломкий разрывной шов проходит в сторону от инициирующего отверстия.
Предпочтительно, вентиляционный клапан сброса содержит множество ломких разрывных швов, проходящих в сторону от инициирующего отверстия.
Предпочтительно, сварной шов, сформированный на приварном фланце, имеет множество зон сосредоточения механических напряжений, при этом стенка эластичного баллона включает в себя множество вентиляционных клапанов, расположенных в стенке эластичного баллона, каждый из которых является смежным с соответственной зоной сосредоточения механических напряжений.
Далее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 - виде в перспективе, если смотреть с наружи, с разнесением деталей системы дверцы перчаточного ящика с активным коленным буфером, к которому может быть применено настоящее изобретение;
Фиг. 2 - вид сзади в перспективе узла надуваемого эластичного баллона активного буфера;
Фиг. 3 - боковой поперечный разрез, показывающий узел активного буфера предшествующего уровня техники;
Фиг. 4 - вид сзади в плане элемента эластичного баллона с множеством вентиляционных проемов, распределенных вокруг самой наружной складки;
Фиг. 5 - график, представляющий собой профиль давления эластичного баллона во время развертывания;
Фиг. 6 - местный вид снаружи элемента эластичного баллона поблизости от вентиляционного проема с добавлением вентиляционных клапанов сброса механических напряжений, содержащих ломкие разрывные швы, согласно настоящему изобретению;
Фиг. 7 - местный вид изнутри элемента эластичного баллона по фиг. 6, показывающий разрывные швы подробнее;
Фиг. 8 - местный вид снаружи элемента эластичного баллона с вентиляционным клапаном сброса механических напряжений согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 9 - местный вид изнутри элемента эластичного баллона с фиг. 8, показывающий разрывной шов подробнее;
Фиг. 10 - местный вид снаружи элемента эластичного баллона с вентиляционным клапаном сброса механических напряжений согласно еще одному другому варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 11 - местный вид изнутри элемента эластичного баллона с фиг. 10, показывающий разрывной шов подробнее;
Фиг. 12 - поперечный разрез элемента эластичного баллона по линии 12-12 с фиг. 10;
Фиг. 13 - вид сзади в плане элемента эластичного баллона с множеством вентиляционных проемов и вентиляционных клапанов сброса механических напряжений, распределенных вокруг самой наружной складки; и
Фиг. 14 - блок-схема последовательности операций способа, показывающая один из вариантов осуществления способа для конфигурирования вентиляционных клапанов сброса механических напряжений по изобретению.
Далее, как показано 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 полости для хранения или перчаточного ящика 12, как показано на фиг. 1, или установлено на другую конструкцию, например, такую как держатель приборной панели, расположенный под рулевой колонкой. Такие места доступны для коленей отдельного пассажира, едущего в соответствующем положении посадки внутри транспортного средства.
В этом варианте осуществления, основание 11 является внутренней стенкой или обшивкой дверцы, которая действует в качестве поверхности реакции для поддержки надуваемого эластичного баллона, сформированного задней стенкой 13 (эластичного баллона) 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 тепловой сваркой, такой как сварка нагретыми пластинами или вибрационная сварка, для формирования периферийного уплотнения вокруг центральной области 17 для формирования надуваемого эластичного баллона. 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 перчаточного ящика, или дополнительные обшивка или покрытие (не показаны) могут быть наложены на ее внешнюю поверхность.
Фиг. 2 представляет собой вид сзади надуваемого эластичного баллона 20 для активного буфера. Формованная из пластика передняя стенка 21 перекрывает формованную из пластика расширяемую заднюю стенку или элемент 22 эластичного баллона. Стенка 21 и элемент 22 эластичного баллона соединены вокруг замкнутой периметровой области посредством приварки тепловой сваркой приварного фланца 23 элемента 22 эластичного баллона к внутренней поверхности стенки 21. Тепловая сварка создает герметическое уплотнение для формирования надуваемого эластичного баллона, имеющего незанятый центральный объем между стенкой 21 и элементом 22 эластичного баллона, чтобы принимать газ для надувания из нагнетателя 24, установленного в выемке 25 элемента 22 эластичного баллона, во время события удара при столкновении. Элемент 22 эластичного баллона включает в себя множество складок, таких как 26 и 27, чтобы обеспечивать расширение элемента 22 эластичного баллона во время надувания. Множество крепежных опор 28 (то есть, бобышек) выступают из центральной области элемента 22 эластичного баллона, расположенной в пределах складок 26 и 27 диафрагмы. Опоры 28 используются для установки элемента 22 эластичного баллона на поверхность реакции (не показана). Пара вентиляционных отверстий 30 и 31 пронизывают элемент 22 эластичного баллона на гребне самой наружной складки 27.
Фиг. 3 показывает поперечный разрез эластичного баллона 20, в то время как установлен на стенку 34 реакции. Крепежная стойка 28 может быть приварена тепловой сваркой, например, к стенке 34 реакции. Складка 27 диафрагмы пронизана оконным проемом 33 для предоставления вентиляционного клапана. Во время развертывания, в результате подачи газа для надувания в полость 36 эластичного баллона, передняя стенка 21 внутренней отделки развертывается в направлении 35 развертывания к пассажиру в пассажирском отделении транспортного средства.
Фиг. 4 показывает элемент 40 эластичного баллона с периферийным приварным фланцем 41 вдоль круговой кромки элемента 40 эластичного баллона. Складчатая диафрагма включает в себя складку 42, расположенную по кругу в пределах приварного фланца 41, которая развертывается во время развертывания буфера. Множество вентиляционных проемов 43 предпочтительно могут быть сформированы в складке 42, поскольку непосредственная близость к сварному шву тепловой сварки дает лучшую способность снижать механическое напряжение на сварном шве. Размер и периферийные расположения вентиляционных проемов 43 конфигурируются согласно различным факторам во время опытно-конструкторской разработки. Например, вентиляционная пропускная способность выбирается, чтобы настраивать сдерживающие усилия от края до края эластичного баллона для обеспечения требуемого профиля пассивной безопасности пассажира (например, временных характеристик и траектории начального надувания, а затем, поглощения сил удара для обеспечения желательного замедления ударяющегося пассажира). В дополнение, вентиляционные проемы могут быть расположены возле областей пиковых механических напряжений сварного шва тепловой сварки, для того чтобы предусматривать некоторый уровень сброса механических напряжений. Типичный активный буфер имеет удлиненную форму, продолжающуюся горизонтально в транспортном средстве, как показано на фиг. 4. Механическое напряжение, возникающее вдоль сварного шва по мере того, как эластичный баллон надувается, а затем, принимает удар, моделируется с использованием средств компьютерного моделирования и конструирования (CAE) в качестве части традиционного процесса проектирования, используемого инженерами. Наиболее типично, пиковые механические напряжения возникают вдоль самых длинных прямых сторон сварного шва, то есть, верхней и нижней кромок на фиг. 4, которые являются зонами сосредоточения механических напряжений. Вентиляционные проемы могут иметь постоянное поперечное сечение (то есть, постоянный коэффициент расхода) или могут быть активными (то есть, представляющими собой переменный коэффициент расхода в течение разных стадий развертывания).
Фиг. 5 показывает кривую 45 давления в эластичном баллоне, представляющую собой одну из типичных траекторий давления в эластичном баллоне, являющуюся результатом притока газа для надувания из нагнетателя с последующей вентиляцией через вентиляционные проемы, которые были сконфигурированы согласно желательному профилю пассивной безопасности пассажира. Давление в эластичном баллоне сначала нарастает в области 46, когда выявлено событие удара при столкновении, и был приведен в действие нагнетатель. Нарастание давления достигает максимального значения 47. На всем протяжении развертывания, вентиляционные проемы регулируют давление надувания эластичного баллона, так чтобы ударяющийся пассажир замедлялся с желательной интенсивностью.
Настоящее изобретение предпочтительно идентифицирует максимальное давление профиля, соответствующее наибольшему давлению, которое ожидается, что должно создаваться согласно допущениям профиля пассивной безопасности, таким как объем и расход газа для надувания, которые должны формироваться используемым известным компонентом нагнетателя, и габариты пассажира, и скорости удара. В соответствии с хорошей инженерно-технической практикой, максимальное давление, ожидаемое согласно расчетному профилю, является меньшим, чем номинальное давление разделения сварного шва, показанное на 48 (то есть, сварной шов сконструирован, чтобы выдерживать наивысшие давления, ожидаемые для всех заданных сценариев удара). Настоящее изобретение направлено на предоставление дополнительной (то есть, отказоустойчивой) операции вентиляции для защиты сварного шва в случае, если возникают факторы, которые нарушают нормальные проектные допущения, такие как неожиданно высокие объем или расход выработки газа из нагнетателя, или сила удара о надутый эластичный баллон, большая чем расчетные критерии. Настоящее изобретение вводит по меньшей мере один вентиляционный клапан сброса механических напряжений, содержащий ломкий разрывной шов, частично врезанный в элемент эластичного баллона и выполненный с возможностью раскрытия при разрыве при заданном давлении, проиллюстрированном на уровне 50 давления. Давление 50 разрыва выбирается, чтобы находиться на заданном давлении между профилем пассивной безопасности пассажира (то есть, максимумом профиля) и номинальным давлением 48 разделения шва. Предпочтительно, заданное давление 50 является меньшим, чем номинальное давление 48 разделения шва на заданный коэффициент 51 запаса. Например, коэффициент 51 запаса может быть выбран в качестве значения давления смещения, которое обеспечивает аналитический коэффициент запаса шести сигма.
Фиг. 6 показывает элемент 52 эластичного баллона с приварным фланцем 52 и складкой 54. Вентиляционный проем 55 размещен в складке 54 в качестве возможности нормальной вентиляции для развертывания, для того чтобы обеспечивать желательный профиль пассивной безопасности пассажира. Для того чтобы обеспечивать сброс механических напряжений в случае возникновения условия вне нормальных расчетных критериев, ломкие разрывные швы для вентиляционных клапанов 56 и 57 сброса частично врезаны во внутреннюю поверхность элемента 52 эластичного баллона ближе к вентиляционному проему 55. Вентиляционный клапан 56 сброса содержит ломкий разрывной шов, врезанный в стенку складки 54, имеющий X-образную форму и расположенный на некотором расстоянии от вентиляционного проема 56. Вентиляционный клапан 57 сброса механических напряжений включает в себя соответственный ломкий разрывной шов, врезанный в стенку складки 54, который проходит в сторону от пересечений с вентиляционным проемом 55. Глубина, размер и расположение для ломких разрывных швов, врезанных в элемент 52 эластичного баллона, сконфигурированы так, что сила, создаваемая при давлении разрыва будет разрушать разрывные швы. Эти параметры могут определяться аналитически, на основании свойств материалов элемента 52 эластичного баллона и/или с использованием эмпирического испытания (например, опытного образца). Поскольку вентиляционный клапан 57 сброса проходит в сторону от вентиляционного проема 55, вентиляционный проем 55 может действовать в качестве инициатора, чтобы облегчать процесс разрывания разрывного шва.
Фиг. 8 и 9 показывают дополнительный вариант осуществления, в котором вентиляционный клапан 58 сброса механических напряжений расположен на складке 54 ближе к вентиляционному проему 55. Вентиляционный клапан 58 сброса механических напряжений содержит инициирующее отверстие 60, пронизывающее стенку складки 54, и разрывные швы 61, врезанные в элемент 52 эластичного баллона с X-образной формой, и продолжающиеся в сторону от инициирующего отверстия 60. Инициирующее отверстие 60 может быть достаточно небольшим, чтобы оно оказывало пренебрежимо малое воздействие на нормальную вентиляцию (то есть, не вносило бы значимый вклад в регулирование давления надувания эластичного баллона во время удара согласно профилю пассивной безопасности пассажира).
Фиг. 10 и 11 показывают дополнительный вариант осуществления, в котором вентиляционный проем 65 включает в себя пару ломких разрывных швов 66 и 67, проходящих в сторону от противоположных сторон вентиляционного проема 65 вдоль внутренней поверхности элемента эластичного баллона. Разрывные швы 66 и 67 могут включать в себя расширяющиеся участки 68 и 69 с концевыми поверхностями 70 и 71, которые действуют в качестве ограничителя разрыва, чтобы ограничивать величину сброса механических напряжений, создаваемого во время разрыва, тем самым, избегая чрезмерной потери сдерживания в результате действия вентиляционных клапанов сброса механических напряжений.
Фиг. 12 представляет собой поперечный разрез через вентиляционный проем 65, который иллюстрирует глубину D1 разрывного шва 67, проникающего на всю толщину T1 элемента эластичного баллона. Величина утончения стенки на D1 зависит от пластиковых материалов и участвующих давлений.
Фиг. 13 иллюстрирует размещение множества вентиляционных клапанов 70-73 сброса механических напряжений согласно зонам сосредоточения механических напряжений элемента 40 эластичного баллона. Поскольку верхняя и нижняя кромки элемента 40 эластичного баллона являются зонами сосредоточения механических напряжений, вентиляционные клапаны 70-73 сброса механических напряжений расположены в элементе 40 эластичного баллона погранично с такими зонами сосредоточения.
Фиг. 14 показывает один из вариантов осуществления способа для получения и конфигурирования конструкции, независимо обеспечивающей как нормальную вентиляцию, так и отказоустойчивую вентиляцию для сброса механических напряжений. На этапе 80, создается предварительная конструкция для компонентов эластичного баллона, нагнетателя и сварного шва на основании желательного профиля развертывания и других рабочих технических условий, как известно в данной области техники. На этапе 81, конструкция уточняется с использованием моделирования CAE функционирования, например, принимая во внимание технические условия компонентов и отклонения технологического процесса. Конструкция дополнительно уточняется с использованием испытания опытного образца. Как только проектирование продвинулось до стадии, где была сконфигурирована нормальная вентиляция, затем, испытание опытного образца и/или моделирование CAE используются на этапе 82, чтобы определять номинальное давление разделения сварного шва. Номинальное давление разделения может представлять собой давление в самой слабой точке сварного шва, например, совпадающей с повреждением сварного шва.
На этапе 83, коэффициент запаса применяется к давлению разделения, охарактеризованному на этапе 82, для того чтобы предопределять давление сброса (разрыва) между давлением профиля (например, максимальным) и номинальным давлением разделения. На этапе 84, вентиляционные клапаны сброса механических напряжений размещены и сконфигурированы, для того чтобы ломко раскрываться при разрыве при заданном давлении разрыва.

Claims (20)

1. Активный буфер для установки в поверхности внутренней отделки пассажирского отделения в автомобильном транспортном средстве, содержащий:
формованную из пластика переднюю стенку для развертывания в направлении развертывания к пассажиру в пассажирском отделении;
формованный из пластика расширяемый элемент эластичного баллона, соединенный по внешнему периметру с передней стенкой сварным швом для формирования надуваемого эластичного баллона, при этом сварной шов имеет номинальное давление разделения; и
нагнетатель для подачи газа для надувания в надуваемый эластичный баллон в ответ на событие удара при столкновении транспортного средства;
причем элемент эластичного баллона включает в себя множество вентиляционных проемов, выполненных с возможностью регулирования давления надувания газа для надувания во время удара согласно профилю пассивной безопасности пассажира;
при этом элемент эластичного баллона включает в себя по меньшей мере один вентиляционный клапан сброса механических напряжений, содержащий ломкий разрывной шов, частично врезанный в элемент эластичного баллона и выполненный с возможностью раскрытия при разрыве при заданном давлении между профилем пассивной безопасности пассажира и номинальным давлением разделения.
2. Активный буфер по п. 1, в котором элемент эластичного баллона включает в себя по меньшей мере одну по существу круговую складчатую диафрагму, расположенную внутрь от сварного шва, при этом вентиляционный клапан сброса механических напряжений расположен в диафрагме вблизи одного из вентиляционных проемов.
3. Активный буфер по п. 1, в котором ломкий разрывной шов проходит в сторону от одного из вентиляционных проемов.
4. Активный буфер по п. 1, в котором вентиляционный клапан сброса механических напряжений дополнительно содержит инициирующее отверстие, при этом ломкий разрывной шов проходит в сторону от инициирующего отверстия.
5. Активный буфер по п. 4, в котором вентиляционный клапан сброса механических напряжений содержит множество ломких разрывных швов, проходящих в сторону от инициирующего отверстия.
6. Активный буфер по п. 1, в котором сварной шов имеет множество зон сосредоточения механических напряжений, при этом элемент эластичного баллона включает в себя множество вентиляционных клапанов сброса механических напряжений, расположенных в элементе эластичного баллона, каждый из которых является смежным с соответственной зоной сосредоточения механических напряжений.
7. Надуваемый эластичный баллон для активного буфера, содержащий:
стенку внутренней отделки и
расширяемую стенку эластичного баллона с приварным фланцем, проходящим по периметру и приваренным к стенке внутренней отделки, причем стенка эластичного баллона имеет вентиляционные проемы, регулирующие давление надувания газа для надувания во время удара согласно профилю пассивной безопасности, и имеет вентиляционный клапан сброса, содержащий ломкий разрывной шов, выполненный с возможностью раскрытия при разрыве при заданном давлении между профилем пассивной безопасности и давлением разделения сварного шва.
8. Эластичный баллон по п. 7, в котором разрывной шов частично врезан в поверхность стенки эластичного баллона.
9. Эластичный баллон по п. 7, в котором стенка эластичного баллона включает в себя по меньшей мере одну по существу круговую складчатую диафрагму, расположенную внутрь от приварного фланца, при этом вентиляционный клапан сброса расположен в диафрагме вблизи одного из вентиляционных проемов.
10. Эластичный баллон по п. 7, в котором ломкий разрывной шов проходит в сторону от одного из вентиляционных проемов.
11. Эластичный баллон по п. 7, в котором вентиляционный клапан сброса дополнительно содержит инициирующее отверстие, при этом ломкий разрывной шов проходит в сторону от инициирующего отверстия.
12. Эластичный баллон по п. 11, в котором вентиляционный клапан сброса содержит множество ломких разрывных швов, проходящих в сторону от инициирующего отверстия.
13. Эластичный баллон по п. 7, в котором сварной шов, сформированный на приварном фланце, имеет множество зон сосредоточения механических напряжений, при этом стенка эластичного баллона включает в себя множество вентиляционных клапанов, расположенных в стенке эластичного баллона, каждый из которых является смежным с соответственной зоной сосредоточения механических напряжений.
RU2016141580A 2015-10-28 2016-10-24 Активный буфер для автомобильного транспортного средства и надуваемый эластичный баллон для активного буфера RU2716383C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/925,155 2015-10-28
US14/925,155 US9409544B1 (en) 2015-10-28 2015-10-28 Active bolster stress relief vents for failsafe weld protection

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2016141580A RU2016141580A (ru) 2018-04-24
RU2016141580A3 RU2016141580A3 (ru) 2020-02-18
RU2716383C2 true RU2716383C2 (ru) 2020-03-11

Family

ID=56556357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016141580A RU2716383C2 (ru) 2015-10-28 2016-10-24 Активный буфер для автомобильного транспортного средства и надуваемый эластичный баллон для активного буфера

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9409544B1 (ru)
CN (1) CN107010000B (ru)
DE (1) DE102016120343A1 (ru)
MX (1) MX2016014125A (ru)
RU (1) RU2716383C2 (ru)
TR (1) TR201615226A2 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10960843B2 (en) 2017-12-14 2021-03-30 Key Safety Systems, Inc. Airbag cushion cover tear seam

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120112439A1 (en) * 2010-11-09 2012-05-10 Salflex Polymers Ltd. Active Bolster
US20120248742A1 (en) * 2011-03-31 2012-10-04 Ford Global Technologies, Llc Active Bolster with Active Venting
US20150054268A1 (en) * 2013-08-26 2015-02-26 Ford Global Technologies, Llc Active bolster with integrated vent
US9156423B1 (en) * 2014-06-09 2015-10-13 Ford Global Technologies, Llc Active bolster with active vent formed in attachment bosses

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6213497B1 (en) * 1998-08-07 2001-04-10 Delphi Technologies, Inc. Inflatable knee bolster
US6758493B2 (en) * 1998-08-07 2004-07-06 Delphi Technologies, Inc. Passenger side active knee bolster
US6789816B2 (en) * 2002-12-06 2004-09-14 Daimlerchrysler Corporation Passenger airbag assembly
CN201296225Y (zh) * 2008-10-04 2009-08-26 叶宏武 随压力自动开启排气孔的气囊袋
US8205909B2 (en) 2010-06-26 2012-06-26 Ford Global Technologies Active knee bolster for automotive vehicle
US8474868B2 (en) * 2011-04-19 2013-07-02 Ford Global Technologies, Llc Active bolster with hermetic seal
US8454054B1 (en) 2012-09-10 2013-06-04 Ford Global Technologies, Llc Active bolster with vented hermetic seal
US8720943B1 (en) * 2012-12-04 2014-05-13 Ford Global Technologies, Llc Active bolster with active vent for load management
US8936273B1 (en) * 2013-08-26 2015-01-20 Ford Global Technologies, Llc Weld seam stress relief for active bolster with plastic-molded bladder
US9260075B2 (en) * 2014-06-11 2016-02-16 Ford Global Technologies, Llc Self-actuating flow restrictor for a vehicle airbag assembly
US9376085B1 (en) * 2015-03-17 2016-06-28 Ford Global Technologies, Llc Active bolster vent distribution for stress and load management

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120112439A1 (en) * 2010-11-09 2012-05-10 Salflex Polymers Ltd. Active Bolster
US20130341897A1 (en) * 2010-11-09 2013-12-26 Salflex Polymers Ltd. Active Bolster
US20120248742A1 (en) * 2011-03-31 2012-10-04 Ford Global Technologies, Llc Active Bolster with Active Venting
US20150054268A1 (en) * 2013-08-26 2015-02-26 Ford Global Technologies, Llc Active bolster with integrated vent
US9156423B1 (en) * 2014-06-09 2015-10-13 Ford Global Technologies, Llc Active bolster with active vent formed in attachment bosses

Also Published As

Publication number Publication date
CN107010000A (zh) 2017-08-04
US9409544B1 (en) 2016-08-09
RU2016141580A (ru) 2018-04-24
RU2016141580A3 (ru) 2020-02-18
TR201615226A2 (tr) 2017-05-22
MX2016014125A (es) 2017-12-04
DE102016120343A1 (de) 2017-05-04
CN107010000B (zh) 2020-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8474868B2 (en) Active bolster with hermetic seal
US8454054B1 (en) Active bolster with vented hermetic seal
US8720943B1 (en) Active bolster with active vent for load management
EP1834848B1 (en) Airbag with an adaptatively closable vent device
US8544879B1 (en) Active bolster with stepped bladder spacing
US8973942B1 (en) Active bolster with integrated vent
EP1415868A2 (en) Airbag apparatus
US20170197578A1 (en) Multi-flap vents for inflatable chambers
US20120248742A1 (en) Active Bolster with Active Venting
RU2677760C2 (ru) Активный буфер, надувная камера для активного буфера и активная дверца бардачка для транспортного средства
RU2693614C2 (ru) Активный буфер для транспортного средства и эластичный баллон для активного буфера
US8936273B1 (en) Weld seam stress relief for active bolster with plastic-molded bladder
EP1896298B1 (en) Airbag with a closable venting device
CN106043204B (zh) 具有通风的反作用板的主动杂物箱门
US9333937B1 (en) Airbag cover with stress relief features
KR20150135932A (ko) 차량의 에어백
RU2716383C2 (ru) Активный буфер для автомобильного транспортного средства и надуваемый эластичный баллон для активного буфера
US9067566B1 (en) Active bolster for pedestrian protection
US8544878B1 (en) Active bolster with cross-connected pleats
US8573643B1 (en) Active bolster with gas directing channels
RU2698640C2 (ru) Активный буфер для установки на поверхности внутренней отделки пассажирского отделения в автомобильном транспортном средстве
EP1393989B1 (en) Airbag comprising discharge openings designed for the differential control of the discharge surface and the burst pressure of the sealing patch
KR20150054573A (ko) 차량용 에어백
KR20140072368A (ko) 차량 외장에어백용 에어백쿠션의 벤트커버
KR20100099550A (ko) 차량의 조수석 에어백