专利名称：气囊活门系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种由支架和气嚢盖板组成的气嚢活门系统以及一种用 于制造这种气嚢活门系统的方法。
背景技术：
由支架和气嚢盖板组成的气囊活门系统是*^汽车内的气嚢装置的 一部分，其目的是在事故情况下防止人员受到严重伤害。因此目前常见的 是在汽车上^一个或者多个气嚢装置。
除了里面包括气嚢盖板的气嚢活门系统外，气嚢装置的其他主要组成 部分还有气囊和气嚢释放器。这些组成部分必须实现不同的目的。气囊释 放器的目的是在释放时尽可能^ii地使气嚢膨胀。气嚢盖板将处于输出状 态下的气嚢与汽车的内部空间分离。与气嚢盖板务沐构成一个或者多个气 嚢活门。气囊活门的目的是可以使气嚢展开到内部空间内。气嚢盖板一般 情况下与一个外壳连接，气嚢和气嚢释放器安装在该外壳内并在气嚢活门 的下面定位。
由于保护乘客意义重大，所以必须保证气囊装置尽可能正常发挥作 用。此外需要注意的是，与气嚢盖板整体构成的气嚢活门不能严重妨碍气 嚢的展开，以便不降低气嚢的保护作用。在与气囊盖板整体构成的气嚢活 门方面还应注意的是，这些气囊活门在气嚢展开时不与其支架脱离或者甚 至碎裂，以便不另外危及乘客安全。
公知气嚢盖板由软合成树脂例如热塑性弹性体制造并将该气嚢盖板 作为插入物嵌入硬合成树脂例如聚丙烯的支架内。气嚢盖板内具有额定断 裂部位，通过其确定气嚢展开时打开气嚢活门。盖板的软合成树月旨在活门 打开时起到合页功能并因此防止与支架脱离。由于软合成树脂的弹性特 性，同时也防止气嚢活门碎裂。
在使用硬合成树脂作为支架和软合成树脂作为盖板方面的缺点是，这 些合成树脂相互间的附着性很差。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种由支架和气嚢盖板组成的气嚢活门系 统，该系统使支架与气嚢盖板之间特别牢固和耐老化连接，以保证在气嚢 盖板不脱离的情况下良好的合页作用。本发明特别是提出一种方法，利用 该方法可以低成本地制造这种气嚢活门系统。
该目的依据本发明通过权利要求1的特征得以实现。权利要求16公 开了 一种用于制it依据本发明的气囊活门系统的方法。
本发明涉及一种气嚢活门系统，该气嚢活门系统包括带有可朝向内部
空间的能见侧端面的气嚢盖板和支架。^i据;^发明，气囊活门系统的气嚢
盖板包括至少80%重量的第一合成树脂。气嚢活门系统的支架包括至少 80 %重量的第二合成树脂。第一合成树脂的弹性弯曲模量在这种情况下低
于第二合成树脂的弹性弯曲模量。气嚢盖板具有至少部分"支架内的环 绕边。气嚢盖板的这种环绕边的上面和底面由支架覆盖。
"合成树脂"主要是指一种合成树脂的纯形式或者多种合成树脂的混 合物，其中，纯形式或混合物也可以附加添加剂或附加物，它们同样视为 按重量百分比属于"第一，，或"第二""合成树脂"。此外，概念"合成树 脂"与概念"塑性材料"同义4吏用。
由于气嚢盖板具有上面和底面由支架覆盖的环绕边，气嚢盖板和支架 相互楔紧。由此确保尽管两种合成树脂的附着性能很差，但气嚢盖板和支
架在气嚢展开时仍能牢固iM目互连接。通过第一合成树脂具有低于第二合
成树脂的弹性弯曲模量，在气嚢活门打开时iiJ，J合页的目的。作为合页轴
特别适用气嚢盖板在其中的环绕边上面和底面由支架覆盖的区域。
依据本发明一种具有优点的实施方式，环绕边具有一个或者多个下切 口。通过这种下切口使气嚢盖板与支架的连接附加定位。
依据本发明另 一具有优点的实施方式，这些下切口由环绕边内的孑L提 供。孔的制造非常简单。这些孔特别是可以贯通，同样简单制造的还有凹槽。
依据本发明另一具有优点的实施方式，环绕边i殳有一个或者多个凸 结。通过这些凸结将气嚢盖板在支架上附加定位。
依据本发明另一具有优点的实施方式，一个或者多个凸结终止于气嚢
盖板的端面高A上。这一点特别是对于这种气嚢活门系统的制造过程来说
具有优点的是如果将预加工的气嚢盖板利用支架材料压力包封注塑，那 么由于气嚢盖板与支架材料之间的高温差形成一种局部的机械过大张力， 导致气嚢盖板，特别是气嚢盖板的环绕边M。如果根据注塑模具的形状 确定处于环绕边上的凸结长度，那么这些凸结作为隔离件消除环绕边的变 形。由此防止在压力包封注塑结束和冷却后特别是气嚢盖板的端面由于环 绕边的变形而不希望地M。
依据本发明另一具有优点的实施方式，气嚢盖板的端面和/或者与端 面相反的面该:有网状结构的连接片。通过这样一种例如可以是矩形或者蜂 窝形网状结构的连接片，降低端面由于热膨J^t成的M。这种网状结构 此外以少量的材料开支使气嚢盖板得到加固。气嚢盖板在气嚢展开时不希 望的碎裂因此得到减少。因此可以不使用例如金属板。
依据本发明另一具有优点的实施方式，气囊盖板在其端面的边缘上具 有凸缘。在这种气嚢活门系统的制造过程中，该凸缘连同据此相应确定的 注塑模具起到在气嚢盖板通过支架材料压力包封注塑时，支架材料不会不 希望地到达端面上的作用。
依据本发明一种特别具有优点的实施方式，支架和气嚢盖扭JL此间泡 沫密封封闭。
由此可以共同在支架和气嚢盖板上加装一个泡沫层，而无需采取其他 措施防止泡沫不希望地进入其他情况下存在的支架-气嚢盖板的中间区域 内。
这种泡沫密封性例如可以通过气嚢盖板利用随后将形成支架的合成 树脂材料压力包封注塑实现。
依据本发明另一具有优点的实施方式， 一个单层或者多层的表面层覆 盖支架和气嚢盖板。特别是对于视觉上的外观来说，具有优点的是支架和 气嚢盖板利用一个表面层覆盖。该表面层特别是可以由塑性材料、织物纤 维或者皮革组成。
依据本发明另一具有优点的实施方式，气嚢盖板的外部边缘具有一个 或者多个凹处。外部边缘在这里是指环绕边嵌入支架内的射出口下面气嚢 盖板的射出通道的外部边缘，气嚢通道是通过该射出通ii^开。这些凹处 可以既处于环绕边下面气嚢盖板的外部边缘上，也处于环绕边上面气嚢盖 板的外部边缘上。作为制造简单的方式，凹处特别是可以作为盲孔构成。 但也可以是具有下切口的开口或者通道形的凹处。具有优点的是，这些凹 处与气嚢盖板的端面平行定向。支架最好嵌入这些凹处内。由此4吏气嚢盖 板附加定位。气嚢盖板通过气嚢展开打开时，减少气嚢盖M^支架内 的环绕边碎裂时从支架脱出的危险。
依据本发明另一具有优点的实施方式，第二合成树脂具有2000 MPa -5000 MPa范围内的弹性弯曲模量。i^E所述的弹性弯曲模量以;S^文 所述的弯曲模量按照DIN 53457确定。弹性弯曲模量小于2000 MPa的合 成树脂由于其刚性较低而不利于操作，弹性弯曲模量大于5000 MPa的合 成树脂则较脆并易于断裂。
依据本发明另一具有优点的实施方式，第二合成树脂具有Pl(r510、 6"0-S"Cr1的热膨胀系数。这里以;SJ^文所述的热膨胀系数按照DIN 53752 确定。小于"10-SX^的热膨胀系数会使支架与气嚢盖板之间的机械应力 过高并导致损坏。大于640-siC"的热膨胀系数^^吏例如多组分系统部件 的支架例如在汽车的内部空间变小时，对与支架连接的部件施加可能导致 变形的4艮高的力。
依据本发明另一具有优点的实施方式，第一合成树脂具有100MPa-1000 MPa范围内的弹性弯曲模量。弹性弯曲模量小于100 MPa的合成树 脂使气嚢展开时气嚢盖板的确定打开变得困难。弹性弯曲模量大于1000 MPa的合成树脂由于刚性提高和脆断性而在低温下会损害气嚢的功能。
依据本发明另一具有优点的实施方式，第一合成树脂具有8"(T510—1-
2ono-5"cr1的热膨胀系数。热膨胀系数低于8no-str1意味着气嚢盖板较
脆并易于断裂。热膨胀系数高于20*10—5^"的后果是气囊盖板与支架之间 的;W^应力变大，以至于气嚢盖板的端面可见M并还^^持续损害气嚢活 门系统。
依据本发明另一具有优点的实施方式，第一合成树脂包括选自热塑性 链烯烃、热塑性苯乙烯、热塑性聚氨酯、热固性聚氨酯、热塑性聚酯中的 一种或者多种合成树脂或者橡胶。这些合成树脂适用于满足弹性弯曲模量 和热膨胀系数的上述条件。
依据本发明另一具有优点的实施方式，第二合成树脂包括选自热塑性 链烯烃、热塑性苯乙烯、热塑性聚氨酯、热固性聚氨酯中的一种或者多种
合成树脂或者橡胶。这些合成树脂适用于满足弹性弯曲模量和热膨胀系数
的上述IHf。
依据本发明另一具有优点的实施方式，支架为^M^。
此外，本发明^>开一种用于制造气嚢活门系统的方法，包括以下步骤 首先将气嚢盖板装入注塑模具内，其中气嚢盖板包括至少80%的第一合 成树脂并至少部分具有环绕边，环绕边设有一个或者多个凸结，气嚢盖板 的环绕边在封闭的注塑模具内不接触模具的表面，并且凸结终止于模具表 面的高度上，从而凸结作为隔离件减少环绕ii4注塑模具内的变形；以及 在下个步骤中利用支架材料压力包封注塑气嚢盖板，其中支架材料包括至 少80%的第二合成树脂。
第二合成树脂最好具有高于第 一合成树脂的弹性弯曲模量。
将具有上述特征的气嚢盖板按照如下方式在注塑模具内定位，使得在 压力包封注塑后包括凸结的环绕边^支架内。处于气嚢盖板环绕边上的 凸结最好利用两端接触注塑模具并由此减少压力包封注塑时环绕边变形 (凸结与模具表面之间的直絲触虽然非常具有优点，但并不强求。当然， 凸结末端与模具表面之间的距离越大，环绕边变形的程度也就越高)。
特别具有优点的是，凸结与它们所定位的封闭模具的间隙尺寸相比具 有Wt的余量。由此产生一种夹紧作用。
除了减少环绕边的变形外，凸结还将气嚢盖板在支架材料中定位。最 后特别是也可以为支架和气嚢盖板使用彼此很差或者根本不附着的合成 树脂。气嚢盖板与支架之间的连g据本发明可以通过两个部件造型合理 的连接得到保证。
并不强求凸结两面接触模具表面。凸结也可以仅设置在环绕边的一面 上并仅紧贴在模具表面的一面上。特别是在下述情况下可以这样做，即注 塑通道这样处于模具内，注塑塑性材料时使塑性材料向环绕a加压力， 通过这种压力将环绕边压向凸结紧贴的模具表面的方向，因此环绕边得到 支承。
凸结在其形状上可以变化，例如也作为短连接片构成。但需要注意的 是，凸结由于其尺寸在通过支架材料压力包封注塑时不得过强阻碍合成树 脂材料的流动。出于这一原因，首先适用小尺寸的大量凸结/连接片。
凸结最好具有约1.5 mm-2 mm的直径和约2 mm的高度。这种尺寸
当然取决于结构件和原则上可以大范围变化。但为使这种凸结在向模具内
注塑塑性材料期间不致过强产生流动制动作用，适用小于5 mm的直径。
此外具有优点的是，凸结连续在部件的环绕边上均匀分布并因此凸结 在模具表面上均匀定位。
凸结可与环绕边B连接或者事后例如通过粘接固定在环绕边上。
该方法的另 一优点是,可以采用较少的步骤和特别M本低廉地制造 气囊活门系统，该系统满足例如像产生气嚢盖板与支架牢固连接的要求， 其中，气嚢盖板和支架与其目的相应具有不同的弹性弯曲模量以及保证气 嚢盖^L尽可能平坦的端面。
该方法原则上并不局限于制造气嚢活门系统。该方法也可以用于制造 特别是需要稳定和密封，特别是泡沫密封连接单个部件的其他多体结构 件。
依据该方法一种具有优点的进一步构成，气嚢盖板最好在单一加工步 骤中通过热塑性合成树脂材料的注塑制造。
现在借助于多个附图对本发明进行说明。其中
图1以横截面图示意性示出带有气嚢盖板的气嚢活门系统；
图2以俯视图示出图1的气嚢盖板1;
图3以仰视图示出图1的气嚢盖板1;
图4示出定位在注塑模具内的气嚢盖板。
具体实施例方式
图1示意性示出按照本发明理论的一个气嚢活门系统的横截面图。气 嚢盖板l具有一个朝向内部空间的平整端面la,它100%的重量由弹性弯 曲模量为600 MPa和线性热膨胀系数为14nO-S"C"的热塑性聚酯弹性体 组成，边缘侧由重量百分比为70%的聚丙烯和重量百分比为30%的玻璃 纤维成分的支架2环绕，其中，这种由聚丙烯和玻璃纤维组成的合成树脂 具有3500 MPa的弹性弯曲模量和2.540-sXT1的热膨胀系数。
气嚢盖板(长312 mm，宽216 mm)具有一个作为连接片构成的环 绕边3(气嚢盖板长度侧的宽度:28 mm,气嚢盖板宽度侧的宽度:32 mm), 该环绕边嵌入支架内并上面层和底层由支架覆盖。处于环绕边中心的是直 径10 mm的贯通孔4，它们起到下切口的作用并附加将气嚢盖板固定在 支架内。环绕边还包括多个凸结5，它们几乎贯通以两排成对设置在单个 贯通孔之间。凸结在气嚢盖板端面的高度上结束，另一端同样处于一个共 用的平面上。与环绕边整体构成的两个相对的金属接片及各自两个螺钉 10。这些螺钉用于将气嚢组件固定在盖板上。
气嚢盖板的外部框架内连续嵌入多个盲孔11。通过这些盲孔达到气 嚢盖板在支架内进一步定位的目的。此外，气囊盖板构成为，使得其利用 其下部框架lb从支架2穿出，其目的是使气嚢的展开通道化。
气嚢盖板1的端面la在边缘上具有高度1 mm和宽度0.5 mm的凸缘 7。由此在与支架材料压力包封注塑时，防止支架材料不希望地到达端面 上。
与气嚢盖板的端面相反的面直至窄外缘上具有矩形连接片的网状结 构6。矩形连接片的网状结构箱形尺寸为8mmx8mm，连接片的宽度为 1 mm,结构的凸起部分为6 mm。也可以选择具有相应尺寸的蜂窝形结构。 此外，在与气嚢盖板的端面相反的面的外缘内开有所谓的减弱线9。由此 保证盖板在气嚢展开时确定打开。后面的一个附图中示意示出这种减弱线 的完整分布。
网状结构的上述尺寸原则上可以变化。事实证明具有优点的是，连接 片凸起部分的范围为4 mm -10 mm，连接片的宽度为0.5 mm - 3 mm和 单个蜂窝的面积为30 mm2 - 80 mm2。这些^lt特别是也适用于除上述矩 形外的其他蜂窝形状。
在该实施方式中，网状结构与气嚢盖板^^连接。例如，依据本发明 优选气嚢盖板与网状结构共同在单一的注塑过程中制造。
也可以选择这种结构事后例如焊接或者粘接进行加装。但这样需要附 加的操作步骤。
气嚢盖板1和支架2利用双层的表面层8整面覆盖。笫一层8a由3 mm 厚的聚氨酯泡沫组成，第二层8b由1 mm厚的聚氯乙烯组成。
图2以俯视图示出图1中的气嚢盖板l。该图示出连接片形的环绕边
3在该实施例中为一个贯通的区域。下切口 4和凸结5沿整个环绕边设置。 凸缘7处于气嚢盖板端面的边缘上。
图3以底视图示出图1中的气嚢盖板1。在该视图中，可以看到与端 面相反的面具有网状矩形凹处6。盖板沿所谓的减弱线9刻槽。由此实现 在气嚢展开时确定打开盖板的目的。
下面同样借助于一个附图介绍依据本发明用于制造气嚢活门系统方 法的一个实施例。
在该方法的第一步骤中，将气嚢盖板定位到注塑模具内，该盖板由重 量百分比为100 o/。的热塑性聚酯弹性体组成并具有主要两排设置凸结的 连接片形环绕边。气嚢盖板1 ^模具内，使得气嚢盖板1的环绕M封 闭的注塑模具内不接触模具的表面，但凸结5接触注塑模具的表面。
图4示出定位在注塑模具10内的气嚢盖板1 。
根据该方法，在下一步骤中利用支架材料聚丙烯压力包封注塑气嚢盖 板l。聚丙烯在压力包封注塑时温度约为1901C,而气嚢盖板则为室温。 由于气嚢盖板与支架材料的高温差，存在环绕边3强烈变形的危险。通过 凸结作为隔离件的作用4吏这种变形得到消除。
气嚢盖板1与环绕边3、凸结5和网状结构6事先在单一加工步骤中 通过上述合成树脂材料的注塑制造。
权利要求
1.一种气囊活门系统，包括气囊盖板(1)和支架(2)，气囊盖板带有可朝向内部空间的能见侧端面(1a)，气囊盖板包括至少80％重量的第一塑性材料，并且支架包括至少80％重量的第二塑性材料，第一塑性材料具有低于第二塑性材料的弹性弯曲模量，气囊盖板具有至少部分嵌入支架内的环绕边，并且气囊盖板的环绕边(3)的上面和底面由支架(2)覆盖。
2，如权利要求1所述的气嚢活门系统，其特征在于，所述环绕边具 有一个或者多个下切口 (4)。
3.如权利要求2所述的气嚢活门系统，其特征在于，下切口由环绕 边内的孔提供。
4.如前述权利要求中任一项所述的气嚢活门系统，其特征在于，所 述环绕边i殳有一个或者多个凸结(5 )。
5.如权利要求4所述的气嚢活门系统，其特征在于，所述一个或者 多个凸结终止于气嚢盖板的端面高度。
6.如前述权利要求中任一项所述的气嚢活门系统，其特征在于，所 述气嚢盖板的端面和/或与端面相反的面设置有网状结构的连接片(6)用 于加固。
7.如前述权利要求中任一项所述的气嚢活门系统，其特征在于，气 嚢盖板在其端面的边缘上具有凸缘(7)。
8.如前述权利要求中任一项所述的气嚢活门系统，其特征在于，气 嚢盖板和支架彼此间泡沫密封封闭。
9.如前述权利要求中任一项所述的气嚢活门系统，其特征在于，一 个单层或者多层的表面层(8)覆盖支架和气嚢盖板。
10. 如前a利要求中任一项所述的气嚢活门系统，其特征在于，气嚢盖板的外部边缘设有一个或者多个凹处(11 )。
11. 如前述权利要求中任一项所述的气嚢活门系统，其特征在于，第 二塑性材料具有2000 MPa至5000 MPa范围内的弹性弯曲模量。
12. 如前述权利要求中任一项所述的气嚢活门系统，其特征在于，第二塑性材料具有pio-5xt1至sno-sic-1的热膨胀系数。
13. 如前iU5l利要求中任一项所述的气嚢活门系统，其特征在于，第 一塑性材料具有100 MPa至1000 MPa范围内的弹性弯曲模量。
14. 如前述权利要求中任一项所述的气嚢活门系统，其特征在于，第一塑性材料具有8qo-sicr1至zono-sx:-1的热膨胀系数。
15.如前i^L利要求中任一项所述的气嚢活门系统，其特征在于，第 一塑性材料包括选自热塑性链烯烃、热塑性苯乙烯、热塑性聚氨酯、热固 性聚氨酯、热塑性聚酯中的一种或者多种塑性材料或者橡胶。
16. 如前i^利要求中任一项所述的气嚢活门系统，其特征在于，第 二塑性材料包括选自热塑性链烯烃、热塑性苯乙烯、热塑性聚氨酯、热固 性聚氨酯中的一种或者多种塑性材料或者橡胶。
17. 如前述权利要求中任一项所述的气囊活门系统，其特征在于，支 架为^Mj板。
18. —种用于制造气嚢活门系统的方法，包括以下步骤利用支架材 料在注塑模具内压力包封注塑气嚢盖板，其中气嚢盖板包括至少80%的 第一合成树脂并至少部分具有环绕边，环绕边设有一个或者多个凸结，凸 结构成为使得其作为隔离件减少环绕边在注塑模具内的变形，包括凸结的 环绕边嵌入支架内，支架材料包括至少80%的第二合成树脂，并且第二 合成树脂具有高于第 一合成树脂的弹性弯曲模量。
19. 一种用于制造气嚢活门系统的方法，其中，首先将气嚢盖板" 注塑模具内，其中气嚢盖板包括至少80%的第一塑性材料并至少部分具 有环绕边，环绕边设有一个或者多个凸结，气嚢盖板的环绕边在封闭的注 塑模具内不接触模具的表面，并且凸结终止于模具表面的高度上，从而凸结作为隔离件减少环绕边在注塑模具内的变形；以及在下个步骤中利用支 架材料压力包封注塑气嚢盖板，其中支架材料包括至少80%的第二塑性 材料。
20.如权利要求18或19所述的方法，其特征在于，气嚢盖板最好在 单一加工步骤中通过热塑性塑性材料的注塑制造。
全文摘要
本发明涉及一种气囊活门系统和一种用于制造这种气囊活门系统的方法。该气囊活门系统包括气囊盖板(1)和支架(2)。气囊盖板(1)包括至少80％重量的第一塑性材料，支架(2)包括至少80％重量的第二塑性材料。第一塑性材料具有低于第二塑性材料的弯曲模量。气囊盖板具有至少部分嵌入支架内的环绕边(3)，该环绕边的上面和底面由支架(2)覆盖。本发明的目的在于保证气囊盖板(1)与支架(2)的稳定连接。
文档编号B60R21/2165GK101102921SQ200580041268
公开日2008年1月9日 申请日期2005年10月28日 优先权日2004年10月29日
发明者斯特凡·施泰因克 申请人:佛吉亚内饰系统有限公司