用于故障安全焊接保护的主动垫应力消除排气装置制造方法及图纸

一种主动垫，安装在机动车辆中的乘客舱的内饰面上。塑料前壁在朝向乘客舱中乘客的展开方向上展开。塑料可展开气囊元件沿着外周边通过焊缝与前壁连接以形成气囊。焊缝具有标称分离压力。充气机响应于碰撞事件而将充气气体连接到气囊中。气囊元件包括配置为在冲击期间根据乘客约束属性来调节充气气体的充气压力的多个排气口。气囊元件还包括至少一个应力消除排气装置，该应力消除排气装置包含部分地切入到气囊元件中的易碎撕裂缝，该易碎撕裂缝配置为在乘客约束属性和标称分离压力之间的预定压力下撕开。

Active cushion stress elimination exhaust device for fail safe welding protection

An active pad mounted on the interior of a passenger compartment in a motor vehicle. The front wall of the plastic is extended in the direction toward the passenger in the passenger compartment. The plastic expandable airbag element is connected to the front wall through the weld through the outer perimeter to form an airbag. The weld has nominal separation pressure. The inflator connects the pneumatic gas to the airbag in response to a collision event. The airbag element includes a plurality of exhaust ports configured to adjust the charging pressure of the inflated gas according to the occupant restraint property during the impact. The airbag element also comprises at least one stress eliminating exhaust device, the stress eliminating exhaust device comprises a part cut into the airbag components in fragile tear crack, the crack configuration for fragile tear tear a predetermined pressure between the passenger restraint and the nominal pressure of the separation of property.

【技术实现步骤摘要】
用于故障安全焊接保护的主动垫应力消除排气装置
本专利技术总体上涉及用于机动车辆中乘员碰撞保护的主动垫，并且更具体地，涉及具有通过沿着热焊缝接合的塑料壁板形成的可充气气囊的主动垫。
技术介绍
主动垫是具有气体可充气气囊的车辆乘员保护装置，以在碰撞期间吸收碰撞并减少对乘员的创伤。与在充气时从各种开口后面出现的由各种织物制成的可展开安全气囊衬垫相反，主动垫在碰撞事件开始时使用内部装饰表面本身来膨胀，以通过充气气体的作用来吸收冲击以及消散能量。2012年6月26日授权的并且通过引用并入本文的美国专利8，205，909公开了一种集成到重量轻且视觉上有吸引力的杂物箱门中的主动膝垫。2013年7月2日授权并且也通过引用并入本文的美国专利8，474，868公开了一种典型结构，其中主动垫包括面向车辆乘员的前壁或装饰板，其沿着密封周边附接到后壁或气囊元件。气囊元件进一步附接到固定的反作用面，例如仪表板、门衬板或框架元件。壁中的一个或两个是可变形的，以提供可展开的、可充气的气囊。例如，气囊元件可以具有在充气期间变直的打褶(即，手风琴状)区域。当壁处于预展开、非充气状态时，这些壁最初以小量被间隔开。这允许充气气体以实现整个装饰面板的均匀充气的方式进入。用于主动垫的典型气囊的前壁和后壁由诸如聚乙烯、聚烯烃或PVC(聚氯乙烯)的模制热塑性塑料构成。它们通常是注塑成型的，但也可以是吹塑成型的。当单独形成时，前壁和后壁必须围绕其周边气密地连接，以形成可充气气囊。接合处必须坚固以抵抗由在充气期间的高充气压力以及当乘客冲击垫时而引起的分离。周边密封件例如通过热焊接而形成。已知的是，为了在乘员接触主动垫时优化能量的耗散，应当排出充气气体以允许安全地使冲击乘员减速的气囊的受控的塌陷。已经公开了在气囊壁的面向前壁的中央平坦区域、在气囊壁的褶皱挡板区域、以及在将气囊壁附接到反作用面的焊接塔中的排气位置。同样已经提出，主动排气装置可以设置在紧邻充气力的应力可能产生最高的焊接破裂概率的局部区域。特定的垫设计采用各种设计特征，例如材料类型、焊接界面、挡板尺寸和位置、以及排气装置结构，以获得期望的约束性能和焊接可靠性。这种设计必须必要地基于相应的假设，例如预期的冲击负载的范围以及由充气机输送的充气气体的压力范围。在违背这些假设中的一个(例如，充气机输送其指定范围外更大的体积和/或压力)的情况下，焊缝上的过度应力可能仍然导致焊接分离。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面，主动垫安装在机动车辆中的乘客舱的内部装饰表面上。塑料模制的前壁在朝向乘客舱中的乘客的展开方向上而展开。塑料模制的可展开气囊元件沿着外周边通过焊缝与前壁接合以形成可充气气囊。焊缝具有标称分离压力。充气机响应于车辆的碰撞事件将充气气体连接到可充气气囊。气囊元件包括配置为在冲击期间根据乘客约束属性来调节充气气体的充气压力的多个排气口。气囊元件进一步包括至少一个应力消除排气装置，该应力消除排气装置包括配置为在乘客约束属性和标称分离压力之间的预定压力下撕开的部分地切入到气囊元件中的易断裂撕裂缝。附图说明图1是可应用本专利技术的一类主动膝垫杂物箱门系统的外部分解透视图；图2是主动垫的可充气气囊总成的后透视图；图3是示出现有技术的主动垫总成的侧截面图；图4是具有围绕最外褶皱分布的多个排气口的气囊元件的后视平面图；图5是表示膨胀期间的气囊压力分布的曲线图；图6是根据本专利技术的排气口附近的气囊元件的局部外视图，其中增加了由易碎撕裂缝组成的应力消除排气口；图7是图6的气囊元件的局部内部视图，其中更详细地示出了撕裂缝；图8是根据本专利技术的另一实施例的具有应力消除排气装置的气囊元件的局部外部视图；图9是图8的气囊元件的局部内部视图，其中更详细地示出了撕裂缝；图10是根据本专利技术的又一实施例的具有应力消除排气装置的气囊元件的局部外部观图；图11是图10的气囊元件的局部内部视图，其中更详细地示出了撕裂缝；图12是沿着图10的线12-12的气囊元件的横截面；图13是具有围绕最外侧褶皱分布的多个排气口和应力消除排气装置的气囊元件的后视平面图；图14示出了用于配置本专利技术的应力消除排气装置的方法的一个实施例的流程图。具体实施方式现在参照图1，现有技术的主动膝垫系统10具有形成垫的基础的基板部件11。基部11或者可以从如图1所示的储存腔或杂物箱12通过铰接附接到车辆、或者安装到例如位于转向柱下方的仪表板支撑件的另一个结构上。这样的位置对于乘坐在车辆内相应的座椅位置的单独的乘客的膝盖是易接近的。在该实施例中，基部11是门内壁或内衬，其作为支撑由围绕它们的周边15连接的后(气囊)壁13和前(装饰)壁14形成的可充气气囊的反作用面。壁13和14优选地由模制塑料(例如热塑性聚烯烃(TPO))组成、并且通过塑料热焊接(例如热板或振动焊接)连接以形成围绕用于形成可充气气囊的中心区域17的周边密封。充气气体源16被电子控制以在碰撞期间启动来释放气体以对垫充气。前壁14可以包括A类内部装饰表面，例如杂物箱门的外部，或者可以在其外表面上施加附加的蒙皮或盖(未示出)。图2是用于主动垫的可充气气囊20的后视图。塑料模制的前壁21覆盖在塑料模制的可展开后壁或气囊元件22上。壁21和气囊元件22通过将气囊元件22的焊接凸缘23热焊接到壁21的内表面而围绕封闭的周边区域被接合。热焊接产生气密密封以形成在壁21和气囊元件22之间具有开放的中心容积的可充气气囊，以在碰撞事件期间从安装在气囊元件22的凹部25中的充气机24接收充气气体。气囊元件22包括多个褶皱，例如26和27，以在充气期间容纳气囊元件22的膨胀。多个附接塔(即，凸台)28从设置在挡板褶皱26和27内的气囊元件22的中心区域突出。塔28用于将气囊元件22安装到反作用面(未示出)。一对排气孔30和31在最外侧褶皱27的顶部处穿透气囊元件22。图3示出了组装到反作用壁34上的气囊20的横截面。例如，附接塔28可以热焊接到反作用壁34。挡板褶皱27被窗口33穿透以提供排气装置。在由于将充气气体供应到气囊腔36中而展开期间，前装饰壁21在朝着车辆的乘客舱中的乘客的展开方向35上而展开。图4示出了具有沿气囊元件40的周向边缘的周边焊接凸缘41的气囊元件40。打褶挡板包括周向设置在焊接凸缘41内在垫展开期间展开的褶皱42。多个排气口43可以优选地形成在褶皱42中，原因在于靠近热焊缝提供了更好的降低焊缝上的应力的能力。排气口43的尺寸和周边位置在工程开发期间根据各种因素来配置。例如，选择排气能力以调节整个气囊上的约束力，进而提供期望的乘客约束属性(例如，初始充气的时序和轨迹，以及然后提供冲击乘客的理想减速的冲击力吸收)。此外，排气口可以位于热焊缝的峰值应力区域附近，以便提供一定程度的应力消除。典型的主动垫具有在车辆中水平延伸的细长形状，如图4所示。当气囊膨胀然后接收冲击时，沿着焊缝产生的应力利用计算机辅助工程(CAE)工具来建模作为常规设计过程而被工程师使用。最典型地，峰值应力沿着焊缝的最长直边出现，即，图4中的顶部和底部边缘是应力集中区域。排气口可以具有固定的横截面(即，恒定的流量系数)或可以是活动的(即，在展开的不同阶段期间呈现可变的流量系数)。图5示出了气囊压力曲线45，其表示由来自充气机的充气气体的流入，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种安装在机动车辆中的乘客舱的内饰面上的主动垫，包括：塑料模制前壁，所述塑料模制前壁用于在朝向所述乘客舱中乘客的展开方向上展开；塑料模制可展开气囊元件，所述塑料模制可展开气囊元件沿着外周边通过焊缝与所述前壁连接以形成可充气气囊，其中所述焊缝具有标称分离压力；以及充气机，所述充气机响应于所述车辆的碰撞事件而将充气气体连接到所述可充气气囊中；其中所述气囊元件包括配置为在冲击期间根据乘客约束属性来调节所述充气气体的充气压力的多个排气口；以及其中所述气囊元件包括至少一个应力消除排气装置，所述应力消除排气装置包含部分地切入到所述气囊元件中的易碎撕裂缝，所述易碎撕裂缝配置为在所述乘客约束属性和所述标称分离压力之间的预定压力下撕开。

【技术特征摘要】
2015.10.28 US 14/925,1551.一种安装在机动车辆中的乘客舱的内饰面上的主动垫，包括：塑料模制前壁，所述塑料模制前壁用于在朝向所述乘客舱中乘客的展开方向上展开；塑料模制可展开气囊元件，所述塑料模制可展开气囊元件沿着外周边通过焊缝与所述前壁连接以形成可充气气囊，其中所述焊缝具有标称分离压力；以及充气机，所述充气机响应于所述车辆的碰撞事件而将充气气体连接到所述可充气气囊中；其中所述气囊元件包括配置为在冲击期间根据乘客约束属性来调节所述充气气体的充气压力的多个排气口；以及其中所述气囊元件包括至少一个应力消除排气装置，所述应力消除排气装置包含部分地切入到所述气囊元件中的易碎撕裂缝，所述易碎撕裂缝配置为在所述乘客约束属性和所述标称分离压力之间的预定压力下撕开。2.根据权利要求1所述的主动垫，其中所述气囊元件包括设置在所述焊缝内部的至少一个大体上周向的打褶挡板，并且其中所述应力消除排气装置设置在所述挡板中，靠近所述排气口中的一个。3.根据权利要求1所述的主动垫，其中所述易碎撕裂缝从所述排气口中的一个横向延伸。4.根据权利要求1所述的主动垫，其中所述应力消除排气装置进一步包含引发孔，并且其中所述易碎撕裂缝从所述引发孔横向延伸。5.根据权利要求4所述的主动垫，其中所述应力消除排气装置包含从所述引发孔横向延伸的多个易碎撕裂缝。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：凯特林·M·西施克，斯泰西·H·瑞恩斯，尼古拉斯·安德鲁·马佐基，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US