專利名稱：帶整體式安全氣囊蓋的儀表面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及客車內(nèi)部以及機(jī)動(dòng)車輛中前座乘員固定保護(hù)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
安全氣囊是機(jī)動(dòng)車輛乘員綜合保護(hù)裝置中至關(guān)重要的部分。用于前座乘員保護(hù)的安全氣囊通常位于儀表面板內(nèi)部，盡可能地靠近當(dāng)車輛發(fā)生前部碰撞時(shí)，系著安全帶的乘員的頭部位置。從安全氣囊工作的角度來說，安全氣囊蓋在膨脹壓力作用下必須要可靠并容易地打開，從而為安全氣囊展開到乘員空間中讓開通道，而不會(huì)導(dǎo)致安全氣囊的損壞。不允許任何會(huì)導(dǎo)致乘員受傷或氣囊損壞的零件或碎片從安全氣囊蓋或儀表面板部件中脫落。在可以接受的成本下需要絕對(duì)功能可靠性。單純因?yàn)槊缹W(xué)原因，通常要求安全氣囊在展開前是看不見的，而安全氣囊蓋應(yīng)該在外形、高度和表面上與儀表面板融為一體或自然地形成一個(gè)整體部件。
現(xiàn)有的帶有安全氣囊蓋的儀表面板的構(gòu)造通常分為兩種基本類型a)安全氣囊蓋完全是一個(gè)單獨(dú)部件并且其不是強(qiáng)化面板的一部分。安全氣囊蓋只是以合適的方式在安全氣囊開口處物理固定到儀表面板內(nèi)的一個(gè)位置上，并且在安全氣囊展開時(shí)擺開或滑開。這種類型通常代表更復(fù)雜的構(gòu)造，其具有相對(duì)更多的部件。
b)整體式安全氣囊蓋是強(qiáng)化面板的一個(gè)整體部分，從而其首先必須在安全氣囊展開時(shí)，由于受到膨脹氣囊壓力作用，而與其大部分邊界從儀表面板上分離，然后擺開并使安全氣囊沖出。安全氣囊蓋可以是整體式設(shè)計(jì)并作為整體向一側(cè)擺動(dòng)(典型地向風(fēng)擋玻璃擺動(dòng))，也可以是兩件式設(shè)計(jì)，每半塊安全氣囊蓋向其一側(cè)擺動(dòng)。這種類型的安全氣囊蓋與儀表面板形成一體，使得可能用較少的部件構(gòu)成較簡單的構(gòu)造，但安全氣囊蓋和其周圍具有相當(dāng)大的機(jī)械載荷。
由于使安全氣囊蓋從強(qiáng)化面板上分離的裂縫，將精確地沿著由凹槽或穿孔線所定義的安全氣囊蓋板邊界延伸，因此整體式安全氣囊蓋和相鄰強(qiáng)化面板具有加強(qiáng)件是必要的。裂縫將不分叉或偏離安全氣囊蓋板邊界線延伸，以避免形成任何會(huì)導(dǎo)致安全氣囊損壞或乘員受傷的碎片。但是，安全氣囊蓋邊界的一部分始終保持與強(qiáng)化面板相連，并且其作為安全氣囊蓋的鉸鏈。加強(qiáng)件可以是全區(qū)域的，加強(qiáng)整個(gè)安全氣囊蓋和強(qiáng)化面板相鄰的部分；也可以是部分的，只加強(qiáng)安全氣囊蓋的一部分和鉸鏈附近的部分。
加強(qiáng)件與安全氣囊蓋和強(qiáng)化面板的連接可以用兩種不同的方法實(shí)現(xiàn)可以通過將加強(qiáng)件壓入安全氣囊蓋和強(qiáng)化面板的背面，從而使加強(qiáng)件成為強(qiáng)化面板和安全氣囊蓋的一個(gè)整體部分；也可以通過使用機(jī)械緊固件，從而加強(qiáng)件仍然是一個(gè)單獨(dú)的部件。加強(qiáng)件上均勻分布的開口通常與壓入式加強(qiáng)件一起使用，開口的尺寸選擇成使強(qiáng)化面板的熱塑性材料很好地穿入加強(qiáng)件中。
壓入式加強(qiáng)件，同時(shí)，安全氣囊蓋和相鄰強(qiáng)化面板的加強(qiáng)件可以由穿孔金屬片(參見例如DE 4437773、US 5564733、JP2000318557、US 6565115)、金屬格柵(參見US 5382047)、織物(參見DE 19962551、GB 2359283)、針織纖維或網(wǎng)狀織物(參見DE 19935625)、纖維或紗線等制成，也就是說，任何適于連接到安全氣囊蓋和強(qiáng)化面板上，同時(shí)適于作為安全氣囊蓋鉸鏈的，柔軟、有韌性及堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)。
強(qiáng)化面板和安全氣囊蓋的材料的熱膨脹通常在數(shù)量級(jí)上大于加強(qiáng)件材料的熱膨脹，同時(shí)兩種材料重合表面的附著性非常差。除安全氣囊蓋和強(qiáng)化面板經(jīng)常發(fā)生無法接受的變形之外，溫度的任何變化都會(huì)導(dǎo)致在加強(qiáng)件、強(qiáng)化面板和安全氣囊蓋之間產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，這接下來會(huì)導(dǎo)致連接到安全氣囊蓋和強(qiáng)化面板上的加強(qiáng)件失效。由于多種原因，強(qiáng)化面板，包括安全氣囊蓋，剛性不可能處處一致，從而在不同位置其熱膨脹也不一致。均勻穿孔金屬片加強(qiáng)件表面上或多或少的均勻的剛度和熱膨脹與強(qiáng)化面板和安全氣囊蓋中的不規(guī)則性不太匹配，其與在膨脹的安全氣囊極端負(fù)載作用下，加強(qiáng)件與安全氣囊蓋及相鄰區(qū)域連接處的承壓強(qiáng)度惡化，加劇了膨脹與變形導(dǎo)致的故障。由于將加強(qiáng)件到強(qiáng)化面板和安全氣囊蓋的壓入式連接強(qiáng)度十分有限，因此，經(jīng)常會(huì)發(fā)生加強(qiáng)件從安全氣囊蓋及強(qiáng)化面板材料上分離或剝離，導(dǎo)致安全氣囊損壞的危險(xiǎn)。除此之外，將加強(qiáng)件壓入完整強(qiáng)化面板的表面意味著額外的生產(chǎn)操作，其使儀表面板的生產(chǎn)更加昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及帶整體式安全氣囊蓋的儀表面板的構(gòu)造，通過一個(gè)結(jié)合到包括在儀表面板中的強(qiáng)化面板中的單件式安全氣囊蓋，從而與儀表面板在其形狀、高度和表面上形成了一個(gè)整體部件。
強(qiáng)化面板壁厚度的局部減小或沿著安全氣囊蓋邊界出現(xiàn)凹槽或穿孔線，和緊鄰安全氣囊蓋的強(qiáng)化面板壁厚度增大，都不足以使裂縫正確地延伸，以使安全氣囊蓋可靠地從強(qiáng)化面板上分離，而不形成碎片。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，至少安全氣囊蓋的主體部分、安全氣囊蓋鉸鏈連接部分，以及相鄰的強(qiáng)化面板的一部分必須用堅(jiān)固的加強(qiáng)件加強(qiáng)，例如由具有凸起和開口的金屬片制成的加強(qiáng)件，以改善彎曲剛度和完整性，以及其與安全氣囊蓋和強(qiáng)化面板連接的強(qiáng)度。當(dāng)安全氣囊展開時(shí)，作為安全氣囊壓力膨脹的結(jié)果，該單件式安全氣囊蓋與大部分邊界從強(qiáng)化面板上分離，然后沿著構(gòu)成安全氣囊蓋鉸鏈的連接區(qū)域向風(fēng)擋玻璃擺動(dòng)。當(dāng)安全氣囊蓋僅在垂直作用于安全氣囊蓋表面的安全氣囊壓力膨脹作用下與其邊界分離時(shí)，安全氣囊蓋及其邊界承受極端負(fù)載。
本發(fā)明主要在于一種原則結(jié)合到基于強(qiáng)化面板的儀表面板中的安全氣囊蓋，以及鉸鏈連接部分和強(qiáng)化面板的相鄰部分，由內(nèi)部片狀金屬加強(qiáng)件加強(qiáng)，其中片狀金屬加強(qiáng)件具有-些開口和成型凸起，其中在制造強(qiáng)化面板時(shí)，將該加強(qiáng)片插入到一個(gè)空注射模具中，在合模后其被強(qiáng)化面板的熱塑性材料包裹。
強(qiáng)化面板，包括整體式安全氣囊蓋和內(nèi)部金屬加強(qiáng)件，通過向金屬模具中注射成型熱塑性材料制成。首先，將加強(qiáng)件插入到一個(gè)空模具中，模具合模后，注射所需數(shù)量的熱塑性熔體以完全填充模具形腔，并包裹加強(qiáng)件。這種將加強(qiáng)件連接到塑料安全氣囊蓋的方法在獲得最佳的連接質(zhì)量和生產(chǎn)率方面，優(yōu)于迄今使用的將加強(qiáng)件逐漸壓入強(qiáng)化面板和安全氣囊蓋背面的方法。整個(gè)部件在強(qiáng)化面板制造的單步操作中完全制成，因而生產(chǎn)成本盡可能地低。為了防止在注射塑料熔體過程中，加強(qiáng)件偏離其準(zhǔn)確位置，加強(qiáng)件可以具有很多定位凸臺(tái)，用于使加強(qiáng)件在模具中可靠定位。
由于多種原因，儀表面板(包括安全氣囊蓋)的剛性不可能處處一致，因此加強(qiáng)件的全部表面上剛性也不可能處處一致。這可以通過開口的合適尺寸和使開口在加強(qiáng)件上不均勻地分布而實(shí)現(xiàn)，并進(jìn)一步通過采用成型凸起以及通過設(shè)計(jì)正確的加強(qiáng)件整體尺寸和外部輪廓而實(shí)現(xiàn)。加強(qiáng)件中開口的布置和尺寸、成型凸起的尺寸和位置，及加強(qiáng)件外部的輪廓都是在空間條件(強(qiáng)化面板和安全氣囊蓋設(shè)計(jì))和一些要求之間進(jìn)行折衷的結(jié)果，這些要求包括使由于加強(qiáng)件材料和強(qiáng)化面板材料熱膨脹之間的差異所導(dǎo)致的殘余內(nèi)應(yīng)力最小、防止安全氣囊蓋及其附近區(qū)域發(fā)生不期望的會(huì)威脅安全氣囊正常功能的變形、最后在安全氣囊蓋分離及隨后向外擺動(dòng)的過程中承受應(yīng)力，以防止安全氣囊蓋及其附近區(qū)域裂開及所不期望的釋放碎片。這種結(jié)合到儀表面板中的安全氣囊蓋的技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)了最少的部件數(shù)量、最低的生產(chǎn)成本、具有不發(fā)生安全氣囊損壞以及盡可能阻止安全氣囊蓋或強(qiáng)化面板產(chǎn)生碎片的理想安全氣囊功能。


圖1表示了帶有整體式安全氣囊蓋(1)的包括強(qiáng)化面板(2)的儀表面板。
圖2表示了加強(qiáng)安全氣囊蓋(1)的片狀金屬加強(qiáng)件(4)、鉸鏈連接部分(3)，和強(qiáng)化面板(2)的相鄰區(qū)域。
圖3表示了一個(gè)平行于車輛縱向軸線，穿過安全氣囊蓋(1)的剖視圖，鉸鏈連接部分(3)與強(qiáng)化面板(2)的相鄰區(qū)域相連。
具體實(shí)施例方式
帶整體式安全氣囊蓋1的強(qiáng)化面板2，包括一個(gè)金屬加強(qiáng)件4，該面板由聚丙烯基材料通過注射成型到一個(gè)金屬模具中制成，其中在制造過程中，首先將該加強(qiáng)件4插入到一個(gè)強(qiáng)化面板2模具的空腔中，在合模后加強(qiáng)件4被熔化的強(qiáng)化面板2的材料包裹，該材料充滿整個(gè)模具空腔。
因此，壓模片狀金屬加強(qiáng)件4不僅在其兩個(gè)部分4a，4b上具有開口7和成型凸起8a，8b，而且具有定位凸臺(tái)9a、9b、9c以將加強(qiáng)件4固定在注塑模具中正確的位置，以止在注射熔體過程中，加強(qiáng)件4偏離其準(zhǔn)確預(yù)定位置。對(duì)于該加強(qiáng)件設(shè)計(jì)，定位凸臺(tái)9a、9b、9c具有三種不同的樣式邊緣定位凸臺(tái)9a為加強(qiáng)件4邊緣上被沖壓的向外彎曲的條，沿著加強(qiáng)區(qū)域還有通過壓模壓出的球形定位凸臺(tái)9b和豆形定位凸臺(tái)9c。它們根據(jù)熔體在模具中流動(dòng)的需要，在加強(qiáng)件4表面上不均勻分布。
整體式安全氣囊蓋1大致為矩形，這樣就成為強(qiáng)化面板2的一部分。在安全氣囊展開時(shí)，其必須沿著其大部分邊界從強(qiáng)化面板2上分離，然后圍繞構(gòu)成鉸鏈連接部分3的連接部分?jǐn)[動(dòng)。安全氣囊蓋1的主體部分、鉸鏈連接部分3，和強(qiáng)化面板2的相鄰部分，由內(nèi)部強(qiáng)化韌性片狀金屬加強(qiáng)件4加強(qiáng)，其中片狀金屬加強(qiáng)件具有不均勻分布的成型凸起8a，8b和開口7，以改善彎曲剛度和完整性，以及與安全氣囊蓋1和強(qiáng)化面板2的連接強(qiáng)度，以僅在安全氣囊展開時(shí)在安全氣囊的膨脹壓力作用下，提供可控的裂縫延伸，使安全氣囊蓋1正確地從強(qiáng)化面板2上分離，且不產(chǎn)生任何殘?jiān)蛩槠?br> 安全氣囊蓋1的邊緣穿孔。加強(qiáng)件4是一片單獨(dú)的壓模金屬片，由兩部分構(gòu)成4a和4b，這兩部分通過橋接部分4c相互連接，橋接部分4c加強(qiáng)構(gòu)成加強(qiáng)面板2上的安全氣囊蓋1鉸鏈連接部分3的連接部分。橋接部分4c必須具有足夠的彈性以防止加強(qiáng)件4在安全氣囊展開時(shí)從安全氣囊蓋1或強(qiáng)化面板2的相鄰部分上斷裂，同時(shí)橋接部分4c必須有足夠的強(qiáng)度以防止其在安全氣囊蓋分離及向外擺動(dòng)時(shí)損壞。
加強(qiáng)件4的一個(gè)部分4a為伸長的形狀(平行于風(fēng)擋玻璃)，在遠(yuǎn)大于(大約兩倍)連接部分長度的長度上固定在強(qiáng)化面板2中，該連接部分也就是安全氣囊蓋1的鉸鏈連接部分3，而且在其寬度上，向靠近風(fēng)擋玻璃的通風(fēng)道采用最大自由空間，以通過安全氣囊蓋1的鉸鏈連接部分3將承受的力傳遞到強(qiáng)化面板2最大的部分中。強(qiáng)化面板的這部分4a是位于其背面，也通過用作支撐突出的凸緣的筋—圍繞安全氣囊蓋1外部區(qū)域的框架5，用塑料強(qiáng)化面板2本身的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)。加強(qiáng)件4的另一個(gè)部分4b固定在安全氣囊蓋1中。它不延伸到圍繞安全氣囊蓋1邊界的分離線，但其加強(qiáng)安全氣囊蓋1的大部分。加強(qiáng)件4的該部分4b的輪廓與安全氣囊蓋1的邊界形狀一致，但相距一定距離，具有更復(fù)雜的形狀，與不均勻分布的開口和成型凸起一起被優(yōu)化，以使由于加強(qiáng)件4和基體材料熱膨脹差異導(dǎo)致的內(nèi)應(yīng)力最小，以獲得最大的安全氣囊蓋1的剛度和強(qiáng)度。這種特殊設(shè)計(jì)的特征在于類似于翼的延伸小轉(zhuǎn)角6。
除開口7以外，在加強(qiáng)件4的伸長部分4a中還有U-形凸起8a，在其表面上形成兩個(gè)寬字母T，這增強(qiáng)了強(qiáng)化面板2這部分的縱向和橫向彎曲剛度。
除開口7以外，在加強(qiáng)件4的另一部分4b中還有相似的U-形凸起8b，加強(qiáng)安全氣囊蓋1，形成兩個(gè)交叉相反的寬開U-字。4a，4b各部分中間的平坦圓形區(qū)域沒有開口，該區(qū)域與加強(qiáng)件4用于自動(dòng)化操作。
本發(fā)明涉及機(jī)動(dòng)車輛內(nèi)部塑料部件的生產(chǎn)，該車裝有包括安全氣囊的乘員固定保護(hù)系統(tǒng)。
附圖標(biāo)記說明1 安全氣囊蓋2 強(qiáng)化面板3 鉸鏈連接部分4 加強(qiáng)件4a 加強(qiáng)強(qiáng)化面板的加強(qiáng)件部分4b 加強(qiáng)安全氣囊蓋的加強(qiáng)件部分4c 加強(qiáng)鉸鏈連接部分、橋接部分的加強(qiáng)件部分5 圍繞安全氣囊蓋開口的框架6 安全氣囊蓋中加強(qiáng)件部分的延伸轉(zhuǎn)角7 加強(qiáng)件開口8a 加強(qiáng)強(qiáng)化面板的加強(qiáng)件部分的成型凸起8b 加強(qiáng)安全氣囊蓋的加強(qiáng)件部分的成型凸起9a 在模具型腔中調(diào)節(jié)加強(qiáng)件的邊緣定位凸臺(tái)9b 在模具型腔中調(diào)節(jié)加強(qiáng)件的球形定位凸臺(tái)9c 在模具型腔中調(diào)節(jié)加強(qiáng)件的豆形定位凸臺(tái)
權(quán)利要求
1.一種帶有整體式安全氣囊蓋(1)的儀表面板，設(shè)置在塑料強(qiáng)化面板(2)上，其特征在于，安全氣囊蓋(1)與鉸鏈連接部分(3)和強(qiáng)化面板(2)的相鄰部分一起由內(nèi)部片狀金屬加強(qiáng)件(4)加強(qiáng)，該加強(qiáng)件(4)具有一些開口(7)和凸起(8a，8b)，其中加強(qiáng)件(4)被包裹在強(qiáng)化元件(2)的材料中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀表面板，其特征在于，開口(7)在加強(qiáng)件(4)表面上的分布不均勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀表面板，其特征在于，凸起(8a，8b)在加強(qiáng)件(4)表面上的分布不均勻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀表面板，其特征在于，加強(qiáng)件(4)表面上有多個(gè)定位凸臺(tái)(9a，9b，9c)，其中定位凸臺(tái)的分布不均勻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儀表面板的制造方法，其特征在于，塑料強(qiáng)化面板(2)和安全氣囊蓋(1)通過注射模塑同時(shí)制成，其中首先將加強(qiáng)件(4)插入一個(gè)空的強(qiáng)化面板(2)的模具中，在合模后，其被充滿整個(gè)模具型腔的強(qiáng)化面板(2)的材料包裹。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶整體式安全氣囊蓋(1)的儀表面板，在安全氣囊展開時(shí)，該安全氣囊蓋與其大部分邊界從強(qiáng)化面板(2)上分離，然后擺動(dòng)打開。在強(qiáng)化面板中，安全氣囊蓋和強(qiáng)化面板的相鄰區(qū)域用片狀金屬加強(qiáng)件(4)加強(qiáng)，其中加強(qiáng)件具有開口(7)、成型凸起(8a，8b)，和定位凸臺(tái)(9a，9b，9c)。開口和成型凸起沿著加強(qiáng)件的位置根據(jù)安全氣囊蓋、其鉸鏈連接部分和強(qiáng)化面板的相鄰部分依據(jù)局部剛度、強(qiáng)度，和熱膨脹的要求不均勻分布。在強(qiáng)化面板的熱塑性塑料注射模制過程中，將片狀金屬加強(qiáng)件插入到一個(gè)空模具中，在合模后，片狀金屬加強(qiáng)件被充滿整個(gè)模具型腔的強(qiáng)化面板的材料包裹。
文檔編號(hào)B60R21/20GK1915713SQ200510106709
公開日2007年2月21日 申請日期2005年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月17日
發(fā)明者帕維爾·什特費(fèi)克, 布熱季斯拉夫·紹庫普, 弗朗齊歇克·蘭達(dá) 申請人:佩格福爾姆波西米亞公司