ES2307888T3 - Procedimiento para producir una linea debil o de baja resistencia en una tapa para airbag utilizando un sonotrodo. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la obtención de una línea débil o de baja resistencia para una salida de airbag en un guarnecido textil, caracterizado porque comprende una unidad de ultrasonido (2) que consiste en: - Un generador de ultrasonido (2.1); - Un convertidor (2.2) que transforma la señal eléctrica del generador en un movimiento vibratorio; - Un modificador de amplitud (2.3) para la vibración mecánica; - Un sonotrodo (2.4). En el que en una primera etapa la pieza (1) con el guarnecido textil (1.5) se une a una cuna de soporte (3) para mantenerla en su sitio, seguido de una aproximación y seguidamente una aplicación de presión con el sonotrodo (2.4) sobre el guarnecido textil (1.5), momento en el que se produce la vibración por un periodo de tiempo corto, del orden de un segundo; tras aplicar el sonotrodo (2.4), éste se retira y se elimina la unión a la cuna (3), liberando la pieza (1) con la línea débil o de baja resistencia (1.1) definida en la superficie textil (1.5).
Description
Procedimiento para producir una línea débil o de
baja resistencia en una tapa para airbag utilizando un
sonotrodo.
La presente invención se refiere a un
procedimiento de obtención de una línea débil o de baja resistencia
para una salida de airbag en un guarnecido textil y a la línea débil
o de baja resistencia obtenida por el mismo, en la que el
guarnecido textil es el acabado de las piezas de plástico utilizadas
en interiores de vehículo.
Este procedimiento se caracteriza por el uso de
sonotrodos para aplicar vibraciones mecánicas en el umbral del
ultrasonido para obtener una línea débil o de baja resistencia en el
guarnecido textil de la pieza de plástico.
La pieza de plástico tiene un guarnecido textil
con una estructura estratificada en la que, en el caso más
complejo, sobre el sustrato se sitúan una capa protectora, una
espuma plástica y la capa textil sobre la superficie visible. Es
posible incluir únicamente la capa textil, así como soluciones
intermedias que incluyen la capa textil con la espuma plástica o la
capa textil con la capa protectora.
Este procedimiento también se caracteriza por
obtener una línea débil o de baja resistencia en un periodo de
tiempo corto, manteniendo el diseño de la capa textil y produciendo
una ventana que se romperá correctamente a lo largo de la línea
débil o de baja resistencia cuando se despliegue el dispositivo de
airbag.
Los airbag son dispositivos de seguridad que
consisten en una bolsa desplegable que se infla en muy poco tiempo
en el supuesto de un impacto en el vehículo con el fin de proteger
al ocupante.
A pesar de que los primeros dispositivos de
airbag se colocaban enfrente del usuario para proporcionar
protección contra las colisiones frontales, en la actualidad es
habitual incluir un mayor número de dispositivos de airbag en los
laterales y en otras posiciones que protegen contra un gran número
creciente de situaciones de riesgo.
Estas nuevas posiciones requieren incluir un
dispositivo de airbag en sitios que permiten menos espacio y que
requieren soluciones específicas para definir ventanas de salida
para el airbag en superficies con diferentes acabados.
Existen varias soluciones conocidas para
incorporar ventanas de salida para dispositivos de airbag, como por
ejemplo las que se describen en las patentes DE 19860277 A1 y US
5683101, que hacen uso de una tapa que cubre toda la ventana de
salida del airbag incorporando unos medios de unión adecuados que
permiten romper la tapa cuando se despliega el airbag. La tapa es
el elemento visible y es parte del acabado final del interior del
vehículo.
También es conocido el uso de guarnecidos
textiles sobre una ventana de salida de airbag como se describe en
la patente WO 02066298 A1, en la que los límites de la ventana
incorporan uniones o junturas que establecen el sentido de rotura
del textil.
Otra alternativa que facilita la apertura de la
ventana cuando se dispone un guarnecido textil es la publicada en
la patente estadounidense US 2002 0020711. La solución descrita se
basa en cortar con una cuchilla o con láser el perímetro que define
la ventana de salida del airbag, particularmente para ventanas
plegables.
También se cita la patente WO 00 61403 A1, que
describe una ventana para dispositivos de airbag en la que los
bordes del guarnecido se pliegan hacia dentro y el corte se realiza
sobre el extremo interior del pliegue para cubrir u ocultar dicho
pliegue mientras se define un área que se utiliza como una abertura
para permitir la salida del airbag en el momento del
despliegue.
Otras técnicas se basan en definir líneas
débiles o de baja resistencia en la pieza de plástico utilizada
como elemento de refuerzo y sustrato, que a su vez puede recubrirse
para mejorar el aspecto del interior del vehículo.
También se conoce la técnica de ultrasonido en
aplicaciones de soldadura o en debilitamientos o reducciones de
resistencia en el plástico, en ningún caso en textiles como en el
procedimiento que se describe a continuación.
La presente invención establece un nuevo
procedimiento que emplea una vibración mecánica en el umbral del
ultrasonido para realizar una línea débil o de baja resistencia en
el guarnecido textil que define la ventana de salida pare el
airbag.
La presente invención se refiere al
procedimiento según la reivindicación 1 de obtención de una línea
débil o de baja resistencia para una salida de airbag en un
guarnecido textil y a la línea débil o de baja resistencia obtenida
por el mismo.
La construcción de las piezas de plástico que
forman parte de los interiores de vehículo forrados con textiles
dispone el guarnecido en un molde, para a continuación moldear el
plástico que constituirá el sustrato rígido.
Para obtener una ventana de salida de airbag se
requiere un debilitamiento o una reducción de resistencia tanto del
guarnecido como del sustrato, coincidiendo estos debilitamientos o
reducciones de resistencia una sobre la otra de manera que el
perímetro de la ventana se rompa correctamente al recibir el impacto
del airbag.
A continuación en la presente memoria y a lo
largo de toda la descripción, el término "ventana" se utilizará
para hacer referencia a la abertura por la que se lleva a cabo la
salida del airbag. De esta manera, la abertura o ventana no tiene
que ser definida por una línea cerrada sino que puede en su lugar
consistir en una línea con forma de U o con forma de H, a modo de
ejemplo. En estos casos, la línea débil o de baja resistencia
periférica de la ventana se entenderá de forma generalizada como la
línea débil o de baja resistencia que define la ventana o abertura
de salida.
Las técnicas de obtención de una ventana para
airbag con un guarnecido textil, como se trata en el apartado de
antecedentes, requieren diversas operaciones aplicadas al sustrato y
a la capa textil que requieren un tiempo considerable durante la
instalación, el corte y el acabado que puede implicar elevados
costes de fabricación.
Esta invención considera el uso de uno o más
sonotrodos para debilitar exclusivamente la cara visible de la capa
textil.
La pieza de sustrato plástico forrado presenta
una estructura estratificada constituida por un sustrato plástico,
una capa protectora, una capa de espuma plástica y por último el
guarnecido establecido por la capa textil. Es posible que exista
únicamente la capa textil, así como situaciones intermedias que
incluyen la capa textil con la capa de espuma plástica o la capa
textil con la capa protectora. En cualquier caso, la capa textil es
la única capa esencial y constituye por sí misma la estructura
mínima.
El sustrato plástico es el elemento de refuerzo
de la pieza, que debe incluir una ventana predefinida que no es
objeto de esta invención. La capa protectora establece una interfaz
entre la espuma y el sustrato plástico que permite proteger la
espuma durante la operación de moldeado. La espuma permite obtener
un tacto suave y agradable, completándose el acabado mediante la
capa textil final. La capa textil presenta una textura y un patrón
de acuerdo con el diseño interior que no debe dañarse o estropearse
por el procedimiento de debilitamiento o reducción de resistencia
para definir una ventana, ya que esto empeoraría la calidad del
acabado.
El procedimiento de obtención de la ventana hace
uso de una unidad de generación de ultrasonido constituido por:
- \bullet
- Un generador de ultrasonido de frecuencia variable o fija;
- \bullet
- Un convertidor para transformar la señal eléctrica del generador en un movimiento vibratorio;
- \bullet
- Un modificador de amplitud de la vibración mecánica;
- \bullet
- Uno o más sonotrodos, que son los medios de transmisión de la vibración mecánica a la pieza.
La pieza de plástico con el guarnecido se une
por la cara correspondiente al sustrato plástico sobre una cuna de
soporte. Entre los diversos sistemas de unión es posible citar, a
modo de ejemplo, el uso de cinchas de fijación, elementos de
anclaje o aspiración de aire.
Cuando se une la pieza plástica, se acerca el
sonotrodo o se acercan los sonotrodos a la cara con el guarnecido
textil. El sonotrodo o los sonotrodos tiene o tienen una
configuración de su superficie de contacto que se corresponde con
la línea débil o de baja resistencia a obtener, y naturalmente que
también se corresponde con la forma de la superficie para una
adaptación perfecta.
La línea débil o de baja resistencia se obtiene
mediante la aplicación simultánea de una fuerza realizada mediante
el sonotrodo, dando lugar a una distribución de presiones uniformes
(debido a la adaptación de la forma de la superficie de soporte del
sonotrodo a la superficie de la pieza), y la vibración mecánica.
La vibración mecánica transmite energía mecánica
que se disipa en forma de calor a lo largo de la línea de contacto,
produciendo un debilitamiento o una reducción de resistencia del
guarnecido.
El sonotrodo puede cubrir todo el perímetro de
la ventana cuando las dimensiones no son grandes. Para dimensiones
de ventana más grandes, la masa del sonotrodo también será mayor y
la frecuencia fundamental de vibración se reduce. Si la masa es
demasiado grande puede darse el caso de que la frecuencia de
vibración no sea lo suficientemente alta y que no provoque el
debilitamiento o la reducción de resistencia requerida, o será
necesario un tiempo de aplicación excesivo.
En estos casos es posible aplicar
simultáneamente varios sonotrodos, cada uno de los cuales se aplica
a un segmento de la ventana, o utilizar el mismo sonotrodo
secuencialmente en cada segmento, cuando la configuración de la
superficie de contacto lo permita.
En este último caso, será necesario un soporte
robotizado para realizar los desplazamientos necesarios.
La línea débil o de baja resistencia se produce
como un canal o varios canales en forma de muesca, dependiendo de
la forma de la superficie de contacto del sonotrodo, con un grosor
predeterminado y constante.
El procedimiento se completa retirando el
sonotrodo y extrayendo la pieza de la cuna de soporte con la
correspondiente zona débil o de baja resistencia ya realizada.
La línea débil o de baja resistencia muestra
externamente la capa textil con el patrón no dañado, obteniendo de
esta manera un acabado de alta calidad desde un punto de vista
estético. Este acabado puede presentar pequeñas zonas en relieve
configuradas en la superficie de contacto del sonotrodo, con un
parecido a una unión o juntura.
La situación de la ventana será correcta en
todos los casos si la pieza de plástico moldeada se inserta
adecuadamente en la cuna de soporte, y dado que la ventana es la
zona débil o de baja resistencia la capa textil siempre se romperá
correctamente, cumpliendo con las especificaciones cuando se
despliega el dispositivo de airbag.
El tiempo de aplicación del sonotrodo es muy
corto, del orden de un segundo, de manera que la productividad de
la línea de montaje en el ciclo correspondiente al debilitamiento o
a la reducción de resistencia es muy alta, con los consiguientes
ahorros de energía, tiempo y por tanto costes de fabricación.
Deba recalcarse que no es necesario aplicar
piezas adicionales en el acabado de ventana o guarnecido, de manera
que la presente invención es un procedimiento de obtención de una
ventana para airbag con un alto grado de simplificación de las
operaciones necesarias.
La presente memoria descriptiva se complementa
con una serie de dibujos que ilustran el ejemplo preferente.
La figura 1 muestra una pieza de plástico de un
interior de vehículo con una ventana para airbag obtenida según el
procedimiento de la presente invención.
La figura 2 es una secuencia esquemática del
procedimiento según la invención de obtención de una ventana
mediante el debilitamiento o la reducción de resistencia del
guarnecido de una pieza interior de un vehículo.
La figura 1 muestra un ejemplo de una pieza de
plástico (1) de un interior de vehículo en el que se obtendrá una
línea débil o de baja resistencia (1.1) que define una ventana
mediante el debilitamiento o la reducción de resistencia del
guarnecido (1.5). La referencia (1.1) se utilizará indiferentemente
para la línea débil o de baja resistencia que define la ventana y
para la propia ventana.
Esta ventana (1.1) se sitúa en una posición
adecuadamente establecida, de manera que en caso de accidente el
ocupante del vehículo esté protegido y no se impida la salida del
airbag.
La figura 2 muestra esquemáticamente cuatro
etapas (identificadas por las letras A, B, C y D) del procedimiento
de obtención de la ventana (1.1) por medio de una unidad de
ultrasonido (2). La primera etapa (A) muestra una sección
transversal teórica de la pieza de plástico (1) con una estructura
estratificada. Esta estructura deja al descubierto el sustrato
plástico (1.2) responsable de la rigidez de la pieza (1), un capa
protectora (1.3) que durante el moldeo del plástico protege la
siguiente capa, compuesta por una espuma (1.4) y finalmente, la
capa textil (1.5) responsable del acabado de la cara visible de la
pieza (1).
Esta es la pieza (1) sobre la que se aplica el
sonotrodo (2.4) de la unidad de ultrasonido (2).
La segunda etapa (B) muestra la unidad de
ultrasonido (2) que comprende un generador de señales (2.1) en una
frecuencia de 20 kHz a 50 Khz que a su vez alimenta el convertidor
(2.2). Este convertidor (2.2) transforma la señal eléctrica en una
vibración mecánica, adecuadamente transformada por el modificador de
amplitud (2.3). La vibración mecánica generada se aplica sobre la
superficie a ser debilitada por el sonotrodo (2.4).
El sonotrodo (2.4) es una pieza cuya superficie
de contacto (2.4.1) puede seguir una línea cerrada o una línea
abierta, dependiendo de si la ventana se obtiene mediante un único
sonotrodo (2.4) o si es necesario utilizar varios sonotrodos (2.4)
simultáneamente, o un sonotrodo (2.4) aplicado sucesivamente. Esta
misma superficie de contacto (2.4.1) puede tener un relieve que se
reproducirá en el guarnecido textil (1.5).
Bajo la unidad de ultrasonido (2) puede verse la
cuna (3) sobre la que se coloca el sustrato plástico (1.2) de la
pieza interior (1) del vehículo en la que se ha de obtener la
ventana (1.1) mediante el debilitamiento o la reducción de
resistencia del guarnecido textil (1.5).
\newpage
La tercera etapa (C) mostrada muestra el
sonotrodo (2.4) próximo a la pieza (1) aplicando presión para
superar una resistencia que principalmente se debe a la espuma
(1.4). En esta forma de realización es suficiente un tiempo de
aplicación del orden de un segundo para obtener una ventana adecuada
(1.1).
Una vez que el sonotrodo (2.4) ha sido retirado
en la última etapa (D) del procedimiento, se muestra la muesca o el
estrechamiento que provoca el debilitamiento o la reducción de
resistencia del guarnecido (1.5).
Esta muesca puede consistir en un relieve
definido por la superficie de contacto (2.4.1) del sonotrodo (2.4),
que puede tener una forma en relieve en forma de unión o juntura,
una muesca doble paralela u otras formas.
También es objeto de la invención la ventana
(1.1) obtenida mediante este procedimiento.
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- \bullet DE 19860277 A1
- \bullet US 20020020711 A
- \bullet US 5683101 A
- \bullet WO 0061403 A1
\bullet WO 02066298 A1.
Claims (7)
1. Procedimiento para la obtención de una línea
débil o de baja resistencia para una salida de airbag en un
guarnecido textil, caracterizado porque comprende una unidad
de ultrasonido (2) que consiste en:
- -
- Un generador de ultrasonido (2.1);
- -
- Un convertidor (2.2) que transforma la señal eléctrica del generador en un movimiento vibratorio;
- -
- Un modificador de amplitud (2.3) para la vibración mecánica;
- -
- Un sonotrodo (2.4).
En el que en una primera etapa la pieza (1) con
el guarnecido textil (1.5) se une a una cuna de soporte (3) para
mantenerla en su sitio, seguido de una aproximación y seguidamente
una aplicación de presión con el sonotrodo (2.4) sobre el
guarnecido textil (1.5), momento en el que se produce la vibración
por un periodo de tiempo corto, del orden de un segundo; tras
aplicar el sonotrodo (2.4), éste se retira y se elimina la unión a
la cuna (3), liberando la pieza (1) con la línea débil o de baja
resistencia (1.1) definida en la superficie textil (1.5).
2. Procedimiento de obtención de una línea débil
o de baja resistencia para una salida de airbag en un guarnecido
textil, según la reivindicación 1, caracterizado porque la
línea débil o de baja resistencia (1.1) se obtiene mediante la
aplicación de un único sonotrodo (2.4).
3. Procedimiento de obtención de una línea débil
o de baja resistencia para una salida de airbag en un guarnecido
textil, según la reivindicación 2, caracterizado porque la
línea débil o de baja resistencia (1.1) se obtiene mediante la
aplicación de un único sonotrodo (2.4) que no cubre toda la longitud
de la línea débil o de baja resistencia, requiriendo sucesivas
aplicaciones del sonotrodo (2.4) hasta completar la longitud de la
línea débil o de baja resistencia (1.1).
4. Procedimiento de obtención de una línea débil
o de baja resistencia para una salida de airbag en un guarnecido
textil, según la reivindicación 1, caracterizado porque la
línea débil o de baja resistencia (1.1) se obtiene mediante la
aplicación de dos o más sonotrodos (2.4).
5. Procedimiento de obtención de una línea débil
o de baja resistencia para una salida de airbag en un guarnecido
textil, según la reivindicación 1, caracterizado porque el
sonotrodo (2.4) tiene una superficie de contacto (2.4.1) con un
relieve.
6. Procedimiento de obtención de una línea débil
o de baja resistencia para una salida de airbag en un guarnecido
textil, según la reivindicación 1, caracterizado porque el
generador de ultrasonido (2.1) funciona en un intervalo de
frecuencia de 20 kHz a 50 kHz.
7. Procedimiento de obtención de una línea débil
o de baja resistencia para una salida de airbag en un guarnecido
textil, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque forma un estrechamiento en el guarnecido textil a lo largo
de la línea en la que se aplica el sonotrodo (2.4) y tiene un
relieve que se corresponde con el de la superficie de contacto
(2.4.1) del sonotrodo (2.4).
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