АКТИВНЫЙ БУФЕР ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И ЭЛАСТИЧНЫЙ БАЛЛОН ДЛЯ АКТИВНОГО БУФЕРА Российский патент 2019 года по МПК B60R21/239 B60R21/206 B60R21/215 B60R21/217 B60R21/235 

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 надувным эластичным баллоном, сформированным из пластиковых панелей стенок, который вентилируется для управляемого выпуска газа для надувания, чтобы уменьшать пиковые механические напряжения на сварных швах между панелями и чтобы настраивать усилия ограничения движения, выдаваемые в разных местах буфера.

Активный буфер является защитным устройством для пассажира или водителя транспортного средства с газонадувным эластичным баллоном для поглощения ударов и уменьшения травмы у пассажиров или водителя во время удара при столкновении. В противоположность разворачиваемым 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. В патенте США № 8205909 раскрыт активный коленный буфер, встроенный в дверцу перчаточного ящика, которая облегчена по весу и визуально привлекательна. В патенте США № 8474868 раскрыта обычная конструкция, 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. Одна или обе из стенок являются деформируемыми, чтобы предоставлять расширяемый надувной 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.

Передняя и задняя стенки типичного эластичного баллона для активного буфера содержат формованные термопласты, такие как полиэтилен, полиолефин, или ПВХ (PVC). Они обычно формуются инжекционным формованием, но также могут формоваться выдуванием. Когда формируются по отдельности, передняя и задняя стенки должны герметично соединяться по своей периферии, для того чтобы формировать надувной эластичный баллон. Соединение должно быть крепким, чтобы противодействовать разделению, которое могло бы происходить вследствие высоких давлений надувания во время надувания, и которые происходят в результате, когда пассажир ударяется о буфер. Периферийное уплотнение, например, формируется горячей сваркой.

Известно, что, для того чтобы оптимизировать рассеяние энергии, когда пассажир или водитель контактирует с подушкой безопасности или активным буфером, газ для надувания должен вентилироваться, чтобы обеспечивать возможность управляемого спадения подушки безопасности, которая безопасно замедляет ударяющегося пассажира или водителя. В патенте США № 8720943 раскрыта конструкция активного вентиляционного клапана для обеспечения переменной интенсивности вентиляционного потока. Окно вентиляционного клапана, сформированное в пределах области складчатой перегородки, включает в себя створку, которая отклоняется в ответ на давление газа, чтобы обеспечивать переменное открывание окна.

Различные типы конструкций и места были раскрыты для вентиляции газа для надувания во время надувания и во время нагружения ударяющимся пассажиром. Места вентиляции были раскрыты в центральных плоских зонах стенки эластичного баллона, обращенной к передней стенке в области складчатой перегородки стенки эластичного баллона, и в приварных опорах, например, которые прикрепляют стенку эластичного баллона к поверхности реакции. Бело предположено, 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. Однако, размещение и относительные пропускные способности вентиляционных клапанов могут давать дополнительные улучшения регулирования механических напряжений и настройки усилий ограничения движения, нежели были осуществлены в данной области техники.

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 элемент эластичного баллона соединен по внешнему периметру с передней стенкой сварочным швом тепловой сварки для формирования надувного эластичного баллона. Элемент эластичного баллона включает в себя по меньшей мере одну по существу круговую складчатую перегородку. Нагнетатель подает газ для надувания в надувной эластичный баллон в ответ на событие удара при столкновении транспортного средства. Складчатая перегородка формирует множество из по меньшей мере пяти проемов вентиляционного клапана, в том числе, по меньшей мере один вентиляционный клапан снятия напряжений, прилежащий к области пиковых механических напряжений сварного шва тепловой сварки, и множество настроечных вентиляционных клапанов, которые сосредоточены в области самых низких усилий ограничения движения надувного эластичного баллона.

Таким образом, согласно первому объекту настоящего изобретения создан активный буфер для установки на поверхности внутренней отделки пассажирского отделения в автомобильном транспортном средстве, содержащий: формованную из пластика переднюю стенку для развертывания в направлении развертывания в сторону пассажира в пассажирском отделении; формованный из пластика элемент эластичного баллона, соединенный по внешнему периметру с передней стенкой сварным швом тепловой сварки для формирования надувного эластичного баллона, при этом элемент эластичного баллона включает в себя по меньшей мере одну по существу круговую складчатую перегородку; и нагнетатель для подачи газа для надувания в надувной эластичный баллон в ответ на событие удара при столкновении транспортного средства; при этом складчатая перегородка образует множество из по меньшей мере пяти проемов вентиляционного клапана, включая по меньшей мере один вентиляционный клапан снятия напряжений, прилежащий к области пиковых механических напряжений сварного шва тепловой сварки, и множество настроечных вентиляционных клапанов, которые сосредоточены в области самых низких усилий ограничения движения надувного эластичного баллона.

Предпочтительно, вентиляционный клапан снятия напряжений имеет неизменную первую площадь раскрыва, при этом каждый настроечный вентиляционный клапан имеет соответствующую неизменную площадь раскрыва, меньшую, чем первая площадь раскрыва.

Предпочтительно, настроечные вентиляционные клапаны имеют соответствующие площади раскрыва, которые настраиваются для создания требуемого отклонения усилия во время соударения с пассажиром.

Предпочтительно, сварной шов тепловой сварки придерживается в целом удлиненной формы, при этом проемы вентиляционного клапана включают в себя два вентиляционных клапана снятия напряжений, прилежащих к двум самым длинным сторонам удлиненной формы.

Предпочтительно, активный буфер содержит коленный буфер, при этом сварной шов тепловой сварки придерживается в целом удлиненной формы, причем область самого низкого усилия ограничения движения находится на боковой стороне удлиненной формы, соответствующей колену пассажира.

Предпочтительно, проемы вентиляционного клапана распределены по внешнему периметру элемента эластичного баллона так, что каждая дуга 90° внешнего периметра включает в себя по меньшей мере один проем вентиляционного клапана.

Согласно второму объекту изобретения создан способ конфигурирования надувания активного буфера для установки на поверхности внутренней отделки пассажирского отделения в автомобильном транспортном средстве, причем буфер содержит формованную из пластика переднюю стенку отделки для развертывания в направлении развертывания в сторону пассажира в пассажирском отделении, формованный из пластика элемент эластичного баллона, соединенный по внешнему периметру со стенкой отделки сварным швом тепловой сварки для формирования надувного эластичного баллона, при этом элемент эластичного баллона включает в себя по меньшей мере одну по существу круговую складчатую перегородку, и нагнетатель для подачи газа для надувания в надувной эластичный баллон в ответ на событие удара при столкновении транспортного средства, причем способ включает этапы, на которых: конфигурируют формы стенки отделки и элемента эластичного баллона таким образом, чтобы они удовлетворяли техническим условиям на автомобильное транспортное средство; идентифицируют по меньшей мере одну первую область наивысшего механического напряжения на сварном шве тепловой сварки, связанную с надуванием эластичного баллона в отсутствие полной вентиляции; идентифицируют по меньшей мере одну вторую область самой низкой требуемой силы ограничения движения на основании взаимодействия между траекторией развертывания передней стенки отделки и требуемым профилем ограничения движения для соответствующего пассажира; размещают на элементе эластичного баллона вентиляционный клапан снятия напряжений, прилежащий к первой области и имеющий первую площадь раскрыва; и распределяют множество настроечных вентиляционных клапанов вдоль сварного шва тепловой сварки, при этом настроечные вентиляционные клапаны сосредоточены во второй области, и каждый из настроечных вентиляционных клапанов имеет соответствующую начальную площадь раскрыва, меньшую, чем первая площадь раскрыва.

Предпочтительно, вентиляционные клапаны снятия напряжений и настроечные вентиляционные клапаны распределены по внешнему периметру элемента эластичного баллона так, так что каждая дуга 90° внешнего периметра включает в себя по меньшей мере один проем вентиляционного клапана.

Предпочтительно, дополнительно: испытывают действующий профиль ограничения движения с использованием соответственных начальных площадей раскрыва; сравнивают действующий профиль ограничения движения с требуемым профилем ограничения движения, чтобы определить несоответствие; и увеличивают выбранные из соответствующих начальных площадей раскрыва для уменьшения несоответствия.

Согласно третьему объекту изобретения создан эластичный баллон для активного буфера, содержащий: стенку отделки; и элемент эластичного баллона, приваренный к стенке отделки посредством сварного шва тепловой сварки вдоль периферийной складки; и складку, несущую множество из по меньшей мере пяти проемов вентиляционного клапана, включая по меньшей мере один вентиляционный клапан снятия напряжений, прилежащий к области пиковых механических напряжений сварного шва тепловой сварки, и множество настроечных вентиляционных клапанов, которые сосредоточены в области самых низких усилий ограничения движения эластичного баллона.

Далее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 - виде в перспективе с разнесением деталей, если смотреть снаружи, системы дверцы перчаточного ящика с активным коленным буфером типа, к которому может быть применено настоящее изобретение;

Фиг. 2 - вид сзади в перспективе узла надувного эластичного баллона активного буфера;

Фиг. 3 - боковой поперечный разрез, показывающий узел активного буфера предшествующего уровня техники;

Фиг. 4 - вид сзади в горизонтальной проекции элемента эластичного баллона без проемов вентиляционного клапана;

Фиг. 5 - вид сзади в горизонтальной проекции элемента эластичного баллона с исходным размещением вентиляционных клапанов снятия напряжений согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 6 - вид сзади в горизонтальной проекции элемента эластичного баллона с исходным размещением настроечных вентиляционных клапанов согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 7 - схема, показывающая арочные секции для определения минимального разнесения между проемами вентиляционного клапана;

Фиг. 8 - схема, показывающая испытание с целью доработки активного буфера для тонкой настройки проемов вентиляционного клапана;

Фиг. 9 - график, показывающий действующие и требуемые усилия ограничения движения от активного буфера;

Фиг. 10 - вид сзади в горизонтальной проекции элемента эластичного баллона с настроенными габаритами настроечных вентиляционных клапанов после испытания прототипа; и

Фиг. 11 - блок-схема последовательности операций способа, показывающая один из предпочтительных вариантов осуществления изобретения.

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 контейнера 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 надувного 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 надувного 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 надувного 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 33 для формирования надувного 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 перегородки. Опоры 28 используются для установки элемента 22 эластичного баллона на поверхность реакции (не показана). Вентиляционные отверстия 30, содержащие звездообразную конфигурацию, прорезанную через элемент 22 эластичного баллона, для вентиляции камеры эластичного баллона.

Фиг. 3 показывает поперечный разрез эластичного баллона 20, установленного на стенку 34 реакции. Складка 27 перегородки 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 перегородка включает в себя складку 42, расположенную по кругу в пределах приварного фланца 41, которая разворачивается во время развертывания буфера. В предпочтительном варианте осуществления, все из проемов вентиляционного клапана 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 проемов вентиляционного клапана задаются двумя отдельными факторами, а именно, i) созданием снятия напряжений в области пиковых механических напряжений сварного шва тепловой сварки ii) настройкой усилий ограничения движения на эластичном баллоне для обеспечения требуемого ограничивающего движение взаимодействия с ударяющимся пассажиром. Что касается снятия напряжений, определены области пиковых механических напряжений сварного шва тепловой сварки, которые возникают в отсутствие какой бы то ни было значимой вентиляции. 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. Типичнее, пиковые механические напряжения возникают вдоль самых длинных прямых сторон сварного шва, к примеру, как показано в областях A и B сварного шва на фиг. 4.

Намеченные изменения усилия ограничения движения, создаваемого от края до края активного буфера, могут быть результатом общей стратегии пассивной безопасности для конкретного транспортного средства ввиду многих факторов, таких как относительное расположение пассажира и влияние других устройств пассивной безопасности. Целевые значения для усилий отклонения, обеспечиваемых в разных областях активного буфера, как правило определялись бы группой проектирования, оперирующей техническими условиями на устройства защиты/пассивной безопасности для конструкции транспортного средства. Например, часто желательно, чтобы левая или правая сторона активного буфера давала большее усилие ограничения движения, чем другие. В случае активного буфера, заключенного в дверце перчаточного ящика, наклонная (то есть, установленная под углом) поверхность комбинации приборной панели/перчаточного ящика может устанавливать одну конкретную сторону активного буфера ближе к пассажиру, чем другая сторона. Для того чтобы получать равное нагружение на левом и правом коленях пассажира во время удара, ближайшая сторона активного буфера должна выдавать более низкое усилие ограничения движения на соответствующее колено. В примере по фиг. 4, область C соответствует области самых низких усилий ограничения движения, так как она взаимодействует с левым коленом пассажира. Как описано ниже, сосредоточение проемов вентиляционного клапана, соответствующих области самых низких усилий ограничения движения добивается требуемого уменьшения нагружения усилия ограничения движения колена в результате соответствующего локального увеличения вентиляции.

Как показано на фиг. 5, изобретение, прежде всего, размещает вентиляционный клапан 43 снятия напряжений, прилежащий к области A пиковых механических напряжений сварного шва тепловой сварки. В случае, если обнаружено, что конкретная конструкция должна иметь дополнительные области высоких механических напряжений, то может использоваться более чем один вентиляционный клапан снятия напряжений. Например, второй вентиляционный клапан 44 снятия напряжений является прилежащим к области B пиковых механических напряжений. Более чем два вентиляционных клапана могут использоваться, если дополнительные области высоких механических напряжений идентифицированы с использованием анализа CAE. Предпочтительно, вентиляционные клапаны снятия напряжений имеют неизменную первую площадь раскрытия, которая относительно велика (по сравнению с настроечными вентиляционными клапанами, которые будут описаны следующими), для того чтобы обеспечивать достаточное снятие механических напряжений для сварного шва. В дополнение, полная площадь (то есть, перекрестная пропускная способность потока), обеспечиваемая вентиляционными клапанами снятия напряжений, выбирается, чтобы быть несколько меньшей, чем общая пропускная способность вентиляции, которая соответствует требуемому уровню поглощения энергии удара, заданному для активного буфера. Это резервирует дополнительную пропускную способность потока, которая должна обеспечиваться настроечными вентиляционными клапанами. Вентиляционные клапаны 43 и 44 снятия напряжений могут иметь щелевую форму, как показано, или могут быть круглыми. Первая площадь раскрыва типично может соответствовать таковой, например, у отверстия диаметром в 10 мм.

Как показано на фиг. 6, изобретение размещает множество настроечных вентиляционных клапанов вдоль складки 42, так чтобы настроечные вентиляционные клапаны были сосредоточены в области C самых низких усилий ограничения движения. Таким образом, настроечные вентиляционные клапаны 45-49 были размещены в складке 42 вдоль правой боковой кромки по фиг. 6, которая соответствует левому колену пассажира, когда элемент 40 эластичного баллона смонтирован в дверцу перчаточного ящика (не показана). Для поддержания достаточного поглощения/отклонения энергии удара по всему сварному шву тепловой сварки, дополнительные настроечные вентиляционные клапаны 50 и 51 размещены вдоль левой стороны по фиг. 6. Предпочтительно, проемы вентиляционного клапана (в том числе, как вентиляционные клапаны снятия напряжений, так и настроечные вентиляционные клапаны) распределены вдоль внешнего периметра элемента 40 эластичного баллона, из условия чтобы каждое возможное угловое положение в 90°, которое находится вдоль периферийного приварного фланца 41, включало в себя по меньшей мере один проем вентиляционного клапана. В одном из предпочтительных вариантов осуществления, исходный размер для каждого настроечного вентиляционного клапана 45-51 имеет неизменную площадь раскрыва, которая определена согласно наименьшему отверстию, которое может быть надежно сформировано процессом инжекционного формования, который используется для изготовления элемента 40 эластичного баллона (например, около 3 мм). На основании размера и количества настроечных вентиляционных клапанов, полная пропускная способность вентиляции, основанная на начальной конфигурации как вентиляционных клапанов снятия напряжений, так и вентиляционных вентиляционных клапанов, показанной на фиг. 6, может быть меньшей, чем полная требуемая пропускная способность вентиляции, так чтобы модификации в отношении относительного усилия ограничения движения, обеспечиваемого от края до края элемента 40 эластичного баллона, могли настраиваться посредством изменения (то есть, увеличения) площади раскрыва различных проемов вентиляционного клапана, как описано ниже.

Для того, чтобы избегать неравномерного распределения механических напряжений и перекрывать расхождения отклонения усилий ограничения движения между разными участками активного буфера, настоящее изобретение может применять требования к разнесению вентиляционных клапанов, которые избегают любых длинных участков сварного шва без какого бы то ни было проема вентиляционного клапана. Как показано на фиг. 7, замкнутая траектория сварного шва 55 тепловой сварки продолжается вокруг центра 57 и по периферии элемента эластичного баллона. Множество мест 56 проемов вентиляционного клапана распределены по траектории. По мере того, как дуга предопределенного углового размера поворачивается вокруг центра 57, всегда присутствует проем вентиляционного клапана. Например, дуга 58, перекрывающая 90° между радиальной линией 59 и радиальной линией 60, включает в себя проем вентиляционного клапана. Поворачивание дуги в положение 61 между радиальными линиями 62 и 63 дает в результате три включенных в состав проема вентиляционного клапана в результате сосредоточения настроечных вентиляционных клапанов. Посредством гарантирования, что смежные проемы вентиляционного клапана разделены не более чем предопределенным размером дуги, последующая настройка усилий ограничения движения на любом участке эластичного баллона может тонко регулироваться, как описано ниже.

Для того чтобы приводить рабочие характеристики надувания и удара активного буфера к требуемым рабочим характеристикам, определенным техническими условиями на проектирование, физические прототипы, использующие элемент эластичного баллона, имеющий исходные размеры и места проемов вентиляционного клапана, подвергается испытанию на удар при столкновении, как показана на фиг. 8. Таким образом, приборная панель 64 с активным буфером 65 перчаточного ящика размещается в испытательной установке, которая может включать в себя прототипное или моделированное пассажирское отделение с пассажирским сиденьем 66. Во время испытания для моделирования удара, активный буфер развертывается в положение 68, чтобы принимать соударение с аварийным манекеном 67, который включает в себя датчики, присоединенные к устройству 70 сбора/обработки данных. Датчики измеряют действующий профиль ограничения движения (то есть, формирование усилий ограничения движения во время события удара при столкновении в разных местах на активном буфере), полученный с начальным размещением и размером проемов вентиляционного клапана. Действующий профиль ограничения движения может сравниваться с требуемым профилем ограничения движения, чтобы идентифицировать несоответствия, где буфер дает большую, чем требуемую, величину усилия ограничения движения. В ответ на любые несоответствия, выбранные проемы вентиляционных клапанов, ближайшие к зонам несоответствия, могут получать результат увеличения своих начальных площадей раскрыва, тем самым, уменьшая усилие ограничения движения, обеспечиваемое в соответствующей зоне, и уменьшая несоответствие.

Фиг. 9 изображает требуемый профиль 75 ограничения движения, в котором требуемое значение усилия ограничения движения/отклонения меняется согласно левому/правому горизонтальному положению от края до края активного буфера. Линия 76 представляет собой действующий профиль ограничения движения в качестве измеренного по испытанию прототипа. Положения на активном буфере, где линия 76 является большей, чем линия 75, используются для идентификации мест вдоль сварного шва, где включенные в состав проемы вентиляционного клапана увеличены. Поскольку размеры раскрыва настраиваются, и никакие изменения положений проемов вентиляционного клапана не нужны, прототипная оснастка, разработанная для элемента эластичного баллона, может легко приспосабливаться и использоваться для конечного производства. С использованием итерационного процесса анализа CAE и испытания прототипа, окончательные размеры раскрыва для настроечных вентиляционных клапанов 45-51 определяются, как показано на фиг. 10.

Способ для конфигурирования проемов вентиляционного клапана в активном буфере подробнее показан на фиг. 11. Во время начальной разработки транспортного средства на этапе 80, группа проектирования транспортного средства компонует пассажирское отделение, поверхности внутренней отделки, посадку пассажиров и целевые технические условия на пассивную безопасность, как известно в данной области техники. На этапе 81, активный буфер конструируется в соответствии с техническими условиями на транспортное средство, в том числе, определением форм для элемента эластичного баллона и стенки внутренней отделки, материалами, которые должны использоваться, конструкцией нагнетателя (или нагнетательного насоса) и базовыми технологическими процессами для производства активного буфера. Например, размер и количество складок в складчатой перегородке соответствуют требуемой форме расширения элемента эластичного баллона, основанной на расстоянии расширения и расположенном под углом наклоне приборной панели или дверцы перчаточного ящика относительно пассажирского сиденья (которые размещают одну сторону активного буфера ближе к коленям пассажира, чем другая сторона).

На этапе 82, модель CAE активного буфера разрабатывается, для того чтобы моделировать развертывание буфера, механическое напряжение на сварных швах и усилия ограничения движения. На этапе 83, области высоких механических напряжений идентифицированы вдоль сварного шва тепловой сварки (при этом, моделирование основано на менее чем полной вентиляции). Использование менее чем полной вентиляции помогает идентифицировать области высокого механического напряжения. По меньшей мере сначала, моделирование CAE может предполагать полное отсутствие вентиляции. В качестве альтернативы, области высоких механических напряжений могут быть идентифицированы без моделирования CAE, к примеру, посредством ассоциативного связывания самых длинных прямых сторон с областью высоких механических напряжений.

На этапе 84, идентифицируются области низких усилий ограничения движения вдоль буфера в ответ на требуемый профиль ограничения движения, заданный группой проектирования устройств защиты/пассивной безопасности, ответственной за моделирование ударных усилий во время различных ударов при столкновении транспортного средства (например, с использованием CAE или других инструментальных средств, известных в данной области техники.).

На основании расположений областей высоких механических напряжений и областей низких усилий ограничения движения, способ продолжается на этапе 85, чтобы размещать вентиляционные клапаны снятия напряжений ближе к областям высоких механических напряжений. На этапе 86, настроечные вентиляционные клапаны размещаются так, чтобы они были сосредоточены в области(ях) низких усилий ограничения движения. Предпочтительно, вентиляционный клапан(ы) снятия напряжений имеет первую площадь раскрыва, которая имеет начальное значение, большее, чем наименьший изготовляемый размер, получаемый используемыми процессом и оснасткой инжекционного формования. Каждое из событий настройки имеет начальную площадь раскрыва, меньшую, чем первая площадь раскрыва и, предпочтительно, равную наименьшему изготовляемому размеру. В дополнение, разнесение вентиляционных клапанов поддерживается, из условия чтобы дуговое расстояние между смежными проемами вентиляционного клапана было меньшим, чем 90° (что означает, что общее количество проемов вентиляционного клапана является большим, чем или равным пяти).

На этапе 87, строится и испытывается прототипный активный буфер (с начальными и/или промежуточными модифицированными площадями раскрыва для проемов вентиляционного клапана). Во время испытания на удар при столкновении, собираются профили для действующих усилий/отклонения ограничения движения. На этапе 88, действующие профили ограничения движения сравниваются с требуемым профилем (то есть, целевым значением) ограничения движения. На основании различий между действующим и требуемым профилями ограничения движения, выбранные настроечные вентиляционные клапаны увеличиваются на этапе 89, так чтобы были получены целевые характеристики ограничения движения.

Группа изобретений относится к активному буферу, который устанавливается на поверхности внутренней отделки пассажирского отделения в автомобильном транспортном средстве, и эластичному баллону для него. Формованная из пластика передняя стенка развертывается в направлении развертывания к пассажиру в пассажирском отделении. Формованный из пластика элемент эластичного баллона соединен по внешнему периметру с передней стенкой сварочным швом тепловой сварки для формирования надувного эластичного баллона. Элемент эластичного баллона включает в себя по меньшей мере одну по существу круговую складчатую перегородку. Нагнетатель подает газ для надувания в надувной эластичный баллон в ответ на событие удара при столкновении транспортного средства. Складчатая перегородка формирует множество из по меньшей мере пяти проемов вентиляционного клапана, в том числе по меньшей мере один вентиляционный клапан снятия напряжений, прилежащий к области пиковых механических напряжений сварного шва тепловой сварки, и множество настроечных вентиляционных клапанов, которые сосредоточены в области самых низких усилий ограничения движения надувного эластичного баллона. Обеспечивается повышение безопасности. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Активный буфер для установки на поверхности внутренней отделки пассажирского отделения в автомобильном транспортном средстве, содержащий:

формованную из пластика переднюю стенку для развертывания в направлении развертывания в сторону пассажира в пассажирском отделении;

формованный из пластика элемент эластичного баллона, соединенный по внешнему периметру с передней стенкой сварным швом тепловой сварки для формирования надувного эластичного баллона, при этом элемент эластичного баллона включает в себя по меньшей мере одну по существу круговую складчатую перегородку; и

нагнетатель для подачи газа для надувания в надувной эластичный баллон в ответ на событие удара при столкновении транспортного средства;

при этом складчатая перегородка образует множество из по меньшей мере пяти проемов вентиляционного клапана, включая по меньшей мере один вентиляционный клапан снятия напряжений, прилежащий к области пиковых механических напряжений сварного шва тепловой сварки, и множество настроечных вентиляционных клапанов, которые сосредоточены в области самых низких усилий ограничения движения надувного эластичного баллона.

2. Активный буфер по п. 1, в котором вентиляционный клапан снятия напряжений имеет неизменную первую площадь раскрыва, при этом каждый настроечный вентиляционный клапан имеет соответствующую неизменную площадь раскрыва, меньшую, чем первая площадь раскрыва.

3. Активный буфер по п. 1, в котором настроечные вентиляционные клапаны имеют соответствующие площади раскрыва, которые настраиваются для создания требуемого отклонения усилия во время соударения с пассажиром.

4. Активный буфер по п. 1, в котором сварной шов тепловой сварки придерживается в целом удлиненной формы, при этом проемы вентиляционного клапана включают в себя два вентиляционных клапана снятия напряжений, прилежащих к двум самым длинным сторонам удлиненной формы.

5. Активный буфер по п. 1, содержащий коленный буфер, при этом сварной шов тепловой сварки придерживается в целом удлиненной формы, причем область самого низкого усилия ограничения движения находится на боковой стороне удлиненной формы, соответствующей колену пассажира.

6. Активный буфер по п. 1, в котором проемы вентиляционного клапана распределены по внешнему периметру элемента эластичного баллона так, что каждая дуга 90° внешнего периметра включает в себя по меньшей мере один проем вентиляционного клапана.

7. Эластичный баллон для активного буфера, содержащий:

стенку отделки; и

элемент эластичного баллона, приваренный к стенке отделки посредством сварного шва тепловой сварки вдоль периферийной складки;

при этом складка несет множество из по меньшей мере пяти проемов вентиляционного клапана, включая по меньшей мере один вентиляционный клапан снятия напряжений, прилежащий к области пиковых механических напряжений сварного шва тепловой сварки, и множество настроечных вентиляционных клапанов, которые сосредоточены в области самых низких усилий ограничения движения эластичного баллона.