АКТИВНЫЙ БУФЕР (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2019 года по МПК B60R21/206 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение по существу относится к активным буферам для аварийной защиты пассажиров в автомобильных транспортных средствах, и в частности, к повышению надежности соединения между расширяемым камерным элементом и отделочной стенкой, которые отформованы отдельно.

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 воздушным подушкам безопасности, которые появляются из-за различных проемов при надувании, активные буферы используют саму внутреннюю отделочную поверхность, чтобы расширяться в начале события аварийного столкновения для поглощения и рассеяния энергии удара благодаря действию газа для надувания. Патентный документ US 8205909 (МПК B60R 21/231, B60R 7/06, опубл. 26.06.2012), включенный в материалы настоящего описания посредством ссылки, описывает активный коленный буфер, встроенный в дверцу бардачка, которая облегчена по весу и визуально привлекательна. Патентный документ US 8474868 (МПК B29C 45/14, B60R 13/02, опубл. 02.07.2013), также включенный в материалы настоящего описания посредством ссылки, раскрывает типичную конструкцию, в которой активный буфер содержит наружную стенку (например, отделочную панель), которая обращена к пассажиру транспортного средства, прикрепленную к внутренней стенке камеры вдоль уплотненной периферии. Одна или обе из стенок являются деформируемыми, чтобы образовывать надувную камеру. Например, внутренняя стенка может иметь складчатую (например, гармошкообразную) область, которая распрямляется при надувании. Стенки сначала разнесены на небольшую величину в своем предразвернутом ненадутом состоянии. Это обеспечивает доступ газа для надувания некоторым образом, который может добиваться равномерного надувания по всей панели.

Внутренняя и наружная стенки типичного активного буфера содержат формованный термопласт, такой как полиэтилен, полиолефин, или ПВХ (PVC). Они типично отформованы инжекционным формованием, но также могут быть отформованы выдуванием. Когда формируются по отдельности, стенки должны быть герметично соединены по своей периферии, чтобы образовывать надувную камеру. Соединение должно быть крепким, чтобы препятствовать разделению в результате высоких давлений при надувании.

Известный способ уплотнения стенок камеры осуществляется посредством тепловой сварки, которая содержит нагревание сопряженных поверхностей, а затем, сжатие их друг с другом. Примеры содержат сварку горячими пластинами, инфракрасную (ИК, IR) сварку и лазерную сварку. По существу плоский приварной фланец был предусмотрен по наружному периметру внутренней стенки камеры, который принимается соединительной секцией на по существу плоской поверхности наружной стенки. Наружная стенка и/или внутренние поверхности также могут включать в себя стоячие уплотнительные ребра, которые повышают прочность сварки, проникая в и сплавляясь с приварным фланцем или другой противоположной поверхностью во время процесса тепловой сварки, в котором области, которые должны быть сварены, нагреваются, а затем сжимаются. Несмотря на проникновение уплотнительных ребер, разъединение сварного шва продолжает быть потенциальным видом отказа для активных буферов - особенно в областях наивысшего механического напряжения, таких как на углах сварного шва.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном из аспектов изобретения для преодоления по меньшей мере части из некоторых проблем уровня техники предусмотрен активный буфер для обеспечения внутренней отделочной поверхности автомобильного транспортного средства, содержащая:

термопластиковую наружную отделочную панель, имеющую соединительную секцию с замкнутым контуром на внутренней поверхности, при этом отделочная панель содержит первый штифт, продолжающуюся от внутренней поверхности в соединительной секции с замкнутым контуром, и второй штифт, продолжающуюся от внутренней поверхности радиально наружу соединительной секции с замкнутым контуром;

термопластиковый расширяемый камерный элемент, имеющий центральную крепежную секцию, выполненную с возможностью прикрепления к опорной конструкции транспортного средства, приварной фланец по периферийному краю и перегородочную секцию между центральной крепежной секцией и приварным фланцем, при этом приварной фланец имеет отверстие под штифт, принимающее первый штифт;

ступенчатый кронштейн, содержащий первую пластину, покрывающую приварной фланец и имеющую первое отверстие, принимающее первый штифт, и содержащий вторую пластину, покрывающую внутреннюю поверхность отделочной панели и имеющую второе отверстие, принимающее второй штифт, при этом штифты имеют соответствующие расплавляемые головки, фиксирующие кронштейн на месте; и

нагнетательный насос для подачи газа для надувания в область между отделочной панелью и камерным элементом для расширения камерного элемента в ответ на событие аварийного столкновения транспортного средства.

В одном из вариантов предложен буфер, в котором первый штифт является более высоким, чем второй штифт.

В одном из вариантов предложен буфер, в котором первый штифт является одним из множества первых штифтов, продолжающихся от внутренней поверхности соединительной секции с замкнутым контуром, при этом второй штифт является одним из множества вторых штифтов, продолжающихся от внутренней поверхности радиально наружу соединительной секции с замкнутым контуром, при этом первая пластина имеет множество первых отверстий, принимающих соответствующие первые штифты, при этом вторая пластина имеет множество вторых отверстий, принимающих соответствующие вторые штифты, при этом первое и второе множество штифтов имеют соответствующие расплавляемые головки, фиксирующие кронштейн на месте.

В одном из вариантов предложен буфер, в котором первая и вторая пластины ступенчатого кронштейна соединены поперечной перегородкой.

В одном из вариантов предложен буфер, в котором соединительная секция с замкнутым контуром и приварной фланец содержат множество ребер тепловой сварки.

В одном из вариантов предложен буфер, в котором ступенчатый кронштейн выполнен из пластика.

В одном из вариантов предложен буфер, в котором ступенчатый кронштейн выполнен из металла.

В одном из дополнительных аспектов предложен активный буфер, содержащий:

отделочную панель, имеющую соединительную секцию и первое и второе множество штифтов;

камерный элемент, включающий в себя наружный приварной фланец с отверстиями под штифт, принимающими первые штифты, причем фланец приварен тепловой сваркой к соединительной секции; и

ступенчатый кронштейн с соответствующими пластинами, покрывающими приварной фланец и отделочную панель, причем пластины имеют соответствующие отверстия, принимающие штифты, а штифты имеют расплавляемые головки, фиксирующие кронштейн на месте.

В одном из вариантов предложен буфер, в котором первое множество штифтов расположено на внутренней поверхности отделочной панели вдоль первой радиальной дуги, совпадающей с приварным фланцем.

В одном из вариантов предложен буфер, в котором второе множество штифтов расположено на внутренней поверхности отделочной панели вдоль второй радиальной дуги, радиально разнесенной от приварного фланца.

В одном из вариантов предложен буфер, в котором штифты из первого множества штифтов являются более высокими, чем штифты из второго множества штифтов.

В одном из вариантов предложен буфер, в котором ступенчатый кронштейн выполнен из пластика.

В одном из вариантов предложен буфер, в котором ступенчатый кронштейн выполнен из металла.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 – при обозрении снаружи изображение общего вида в разборе системы дверцы бардачка с активным коленным буфером уровня техники типа, к которому может применяться настоящее изобретение.

Фиг. 2 - общий вид сзади узла наружной отделочной панели и стенки камеры активного буфера уровня техники.

Фиг. 3 - общий вид одного из вариантов осуществления наружной отделочной панели по настоящему изобретению со снятой стенкой камеры.

Фиг. 4 - общий вид сзади узла наружной отделочной панели и стенки камеры по настоящему изобретению укрепленным оплавлением выступающих штифтов кронштейном, дополняющим периферийное крепление стенки камеры к отделочной панели.

Фиг. 5 - общий вид ступенчатого кронштейна, установленного на первое и второе множество штифтов перед расплавкой посредством теплового оплавления.

Фиг. 6 - вид в поперечном разрезе по линии 6-6 Фиг. 5 после теплового оплавления.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее, со ссылкой на Фиг. 1, система 10 активного коленного буфера уровня техники имеет компонент 11 основной панели, который формирует опорную конструкцию или основание для буфера. Основание 11 может быть частью дверцы бардачка, которая прикреплена к транспортному средству креплением на шарнирах из полости для хранения или бардачка 12, как показано на Фиг. 1. В качестве альтернативы, активный буфер может быть установлен на другую опорную конструкцию, например, такую как опора приборной панели под рулевой колонкой. Такие места взаимодействуют с коленями человека, едущего в соответствующем положении посадки внутри транспортного средства. Буфер также может быть расположен для защиты других участков тела, такой как буфер, установленный на входной/выходной двери для защиты торса.

Основание 11 действует в качестве поверхности реакции для поддержания надувной камеры, образованной внутренней стенкой 13 (камерным элементом) и наружной стенкой 14 (отделочной панелью), которые соединены по своей периферии 15. Стенки 13 и 14 предпочтительно выполнены из формованных пластиков (таких как термопластичный полиолефин (TPO)) и соединены пластической тепловой сваркой, такой как сварка нагретыми пластинами, для формирования периферийного уплотнения вокруг центральной области 17 для образования камеры. Источник 16 газа для надувания (то есть, нагнетательный насос) управляется электронным образом для ввода в действие во время удара при столкновении, чтобы выпускать газ для надувания буфера. Наружная стенка 14 может содержать внутреннюю отделочную поверхность 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 еще одного варианта осуществления из уровня техники надувной камеры 20. Формованная из пластика наружная стенка 21 отделочной панели перекрывает формованную из пластика расширяемую внутреннюю стенку 22 камеры. Стенки 21 и 22 соединены вокруг замкнутой периметровой области 33 для образования надувной камеры, имеющей незанятый центральный объем между стенками 21 и 22, чтобы принимать газ для надувания во время события аварийного столкновения из нагнетательного насоса 24, установленного в выемке 25 стенки 22 камеры. Стенка 22 камеры содержит множество складок, таких как 26 и 27, чтобы обеспечивать расширение стенки 22 камеры при надувании. Множество выступов или опор 28 используются для установки стенки 22 камеры на опорную конструкцию транспортного средства, действующую в качестве поверхности реакции. Приварной фланец 29 продолжается периферически вокруг стенки 22 камеры. Вентиляционные отверстия 30, содержащие звездообразную конфигурацию, прорезанную через стенку 22 камеры, могут быть включены в состав для вентиляции центрального объема перед и во время развертывания.

В зависимости от компоновки камеры, расположения нагнетательного насоса и других факторов, некоторые положения по периферии сварного шва могут быть сильно восприимчивыми к потенциальным разрушениям сварного шва. Например, стенка 22 камеры и приварной фланец 29 показаны с продолговатой формой, и напряжения сдвига, которые могут вызывать разрушение сварного шва, могут быть сконцентрированы на углу, таком как угол 31. Таким образом, сварное усиление, раскрытое в настоящем изобретении, может использоваться по полной периферии стенки камеры или только в одном или ограниченном количестве критических мест по периферии.

Фиг. 3 показывает наружную отделочную стенку 40 (со снятой внутренней стенкой камеры), имеющую внутреннюю поверхность 41, которая обращена к стенке камеры, когда установлена. Ребра 42 для сварки предоставляют замкнутому периметру 43 возможность формировать соединительную секцию с замкнутым контуром, которая должна соединяться с приварным фланцем сопрягаемой стенки 22 камеры (не показана) посредством тепловой сварки. Ребра 44 предусмотрены для поддержания нагнетательного насоса.

Чтобы повышать прочность сварного соединения с герметическим уплотнением, укрепленный тепловым оплавлением выступающих штифтов прижимной кронштейн расположен поверх приварного фланца по периферии по меньшей мере в месте или местах, подверженных в наибольшей степени возможного разрушения сварного шва. Укрепление тепловым оплавлением выступающих штифтов зажима содержит использование множества штифтов, продолжающихся от внутренней поверхности 41 отделочной панели 40.

В предпочтительном варианте осуществления, показанном на Фиг. 3, первое множество штифтов 45 содержит штифты 45a, 45b и 45c, расположенные вдоль радиальной дуги 46, которая совпадает с приварным фланцем (не показан). Дуга 46 повторяет форму приварного фланца и ребер 42 сварки согласно расположению вдоль замкнутого периода 43, где располагается кронштейн усиления. Второе множество штифтов 47 содержит штифты 47a, 47b и 47c, расположенные вдоль второй радиальной дуги 48, которая расположена на расстоянии радиально снаружи от приварного фланца, как пояснено ниже. Первое множество штифтов 45 являются более высокими, чем второе множеств штифтов 47, так как они проходят как через приварной фланец, так и через прижимной кронштейн, как пояснено ниже.

Фиг. 4 показывает активный буфер 50, в котором отделочная стенка 40 не была приварена к стенке 51 камеры вдоль приварного фланца 52 стенки 51 камеры. Ступенчатый кронштейн 51 перекрывает приварной фланец 52 и внутреннюю поверхность 41 отделочной панели 40 со штифтами 46 и 47, подвергнутыми укреплению тепловым оплавлением выступающих штифтов, поверх прижимного кронштейна 53, чтобы удерживать его на месте.

Фиг. 5 показывает подробнее укрепленный тепловым оплавлением выступающих штифтов прижимной кронштейн. Кронштейн 53 имеет первую пластину 54, перекрывающую приварной фланец 52, и вторую пластину 55, перекрывающую внутреннюю поверхность 41 отделочной панели. Пластины 54 и 55 соединены поперечной перемычкой 56. Первая пластина 54 имеет множество отверстий 57, выполненных с возможностью принимать соответствующие штифты первого множества штифтов 45. Вторая пластина 55 имеет множество отверстий 58, выполненных с возможностью принимать соответствующие штифты второго множества штифтов 47. Фланец 52 содержит соответствующие отверстия (не показаны) для приема первого множества штифтов 45. Фиг. 5 показывает штифты 45 и 47 перед укреплением тепловым оплавлением выступающих штифтов, чтобы проиллюстрировать, каким образом кронштейн 53 сначала устанавливается на место. Более того, Фиг. 5 показывает состояние узла, в котором приварной фланец 52 уже был приварен сваркой нагретыми пластинами к соединительной секции с замкнутым контуром отделочной панели 40.

Фиг. 6 - вид в поперечном разрезе после выполнения закрепления тепловым оплавлением выступающих штифтов над штифтами 45 и 47. Приварной фланец 52 содержит ребра 60 для сварки, которые были сварены сваркой нагретыми пластинами с ребром 42 для сварки отделочной панели 40. Первый штифт 45b продолжается через соответствующее отверстие 61, которое является одним из множества отверстий в приварном фланце 52, выполненном с возможностью принимать первое множество штифтов 45. Штифт 45b, кроме того, продолжается через отверстие 57 в ступенчатом кронштейне 53. Второй штифт 47b продолжается через отверстие 58 во второй пластине 55. Штифты 45b и 47b были подвергнуты закреплению тепловым оплавлением выступающих штифтов на Фиг. 6 соответствующим инструментом (не показан), чтобы создавать соответствующие расплавленные головки 62 и 63 для фиксации кронштейна 53 на месте, тем самым, усиливая герметическое уплотнение при минимальном количестве добавленных компонентов и минимумом увеличивающей обработки. Ступенчатый кронштейн 53 может содержать термопластичный материал, подобный отделочной панели и стенке камеры, или может содержать металл, такой как штампованный листовой металл или сталь, для повышенной жесткости.

Активный буфер для внутренней отделочной поверхности салона транспортного средства имеет отделочную панель с соединительной секцией с замкнутым контуром на внутренней поверхности. Первый штифт продолжается от внутренней поверхности отделочной панели в соединительной секции с замкнутым контуром, а второй штифт продолжается от внутренней поверхности панели радиально снаружи от соединительной секции. Термопластиковый расширяемый камерный элемент имеет приварной фланец вдоль периферийного края, который сварен тепловой сваркой с соединительной секцией. Приварной фланец имеет отверстие под штифт, принимающее первый штифт. Ступенчатый кронштейн содержит первую пластину, покрывающую приварной фланец, и вторую пластину, покрывающую отделочную панель. Первая пластина имеет первое отверстие, принимающее первый штифт. Вторая пластина имеет второе отверстие, принимающее второй штифт. Штифты имеют соответствующие расплавляемые головки, фиксирующие кронштейн на месте. Обеспечивается повышение надежности. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Активный буфер для обеспечения внутренней отделочной поверхности автомобильного транспортного средства, содержащий:

термопластиковую наружную отделочную панель, имеющую соединительную секцию с замкнутым контуром на внутренней поверхности, при этом отделочная панель содержит первый штифт, продолжающийся от внутренней поверхности у соединительной секции с замкнутым контуром, и второй штифт, продолжающийся от внутренней поверхности радиально наружу соединительной секции с замкнутым контуром;

термопластиковый расширяемый камерный элемент, имеющий центральную крепежную секцию, выполненную с возможностью прикрепления к опорной конструкции транспортного средства, приварной фланец по периферийному краю и перегородочную секцию между центральной крепежной секцией и приварным фланцем, при этом приварной фланец имеет отверстие под штифт, принимающее первый штифт;

ступенчатый кронштейн, содержащий первую пластину, покрывающую приварной фланец и имеющую первое отверстие, принимающее первый штифт, и содержащий вторую пластину, покрывающую внутреннюю поверхность отделочной панели и имеющую второе отверстие, принимающее второй штифт, при этом штифты имеют соответствующие расплавляемые головки, фиксирующие кронштейн на месте; и

нагнетательный насос для подачи газа для надувания в область между отделочной панелью и камерным элементом для расширения камерного элемента в ответ на событие аварийного столкновения транспортного средства.

2. Активный буфер по п.1, в котором первый штифт является более высоким, чем второй штифт.

3. Активный буфер по п.1, в котором первый штифт является одним из множества первых штифтов, продолжающихся от внутренней поверхности соединительной секции с замкнутым контуром, а второй штифт является одним из множества вторых штифтов, продолжающихся от внутренней поверхности радиально наружу соединительной секции с замкнутым контуром, при этом первая пластина имеет множество первых отверстий, принимающих соответствующие первые штифты, а вторая пластина имеет множество вторых отверстий, принимающих соответствующие вторые штифты, причем первое и второе множество штифтов имеют соответствующие расплавляемые головки, фиксирующие кронштейн на месте.

4. Активный буфер по п.1, в котором первая и вторая пластины ступенчатого кронштейна соединены поперечной перегородкой.

5. Активный буфер по п.1, в котором соединительная секция с замкнутым контуром и приварной фланец содержат множество ребер тепловой сварки.

6. Активный буфер по п.1, в котором ступенчатый кронштейн выполнен из пластика.

7. Активный буфер по п.1, в котором ступенчатый кронштейн выполнен из металла.

8. Активный буфер, содержащий:

отделочную панель, имеющую соединительную секцию и первое и второе множество штифтов;

камерный элемент, включающий в себя наружный приварной фланец с отверстиями под штифт, принимающими первые штифты, причем фланец приварен тепловой сваркой к соединительной секции; и

ступенчатый кронштейн с соответствующими пластинами, покрывающими приварной фланец и отделочную панель, причем пластины имеют соответствующие отверстия, принимающие штифты, а штифты имеют расплавляемые головки, фиксирующие кронштейн на месте.

9. Активный буфер по п.8, в котором первое множество штифтов расположено на внутренней поверхности отделочной панели вдоль первой радиальной дуги, совпадающей с приварным фланцем.

10. Активный буфер по п.9, в котором второе множество штифтов расположено на внутренней поверхности отделочной панели вдоль второй радиальной дуги, радиально разнесенной от приварного фланца.

11. Активный буфер по п.10, в котором штифты из первого множества штифтов являются более высокими, чем штифты из второго множества штифтов.

12. Активный буфер по п.8, в котором ступенчатый кронштейн выполнен из пластика.

13. Активный буфер по п.8, в котором ступенчатый кронштейн выполнен из металла.