穿刺工具及形成安全氣囊撕裂縫的工藝的制作方法
【專利摘要】不可見撕裂縫可以在工藝過程中使用徑向支承針的穿刺工具通過機械穿刺工藝形成在車輛內(nèi)板中。徑向支承使較大號針的使用和不可見微孔穿過板的可見表面的形成變得可行。穿刺工具能夠單獨地形成撕裂縫的微孔中的每個，并且可以是可丟棄的、和/或可以配置有可替換的針。
【專利說明】穿刺工具及形成安全氣囊撕裂縫的工藝

【技術(shù)領域】
[0001]本公開總體涉及在安全氣囊上方使用的車輛內(nèi)板，尤其是，涉及形成在車輛內(nèi)板中的撕裂縫。

【背景技術(shù)】
[0002]車輛安全氣囊是在發(fā)生撞車事故時朝車輛內(nèi)部展開以幫助保護司乘人員免受傷害的安全裝置。安全氣囊可在車輛正常行駛過程中隱藏在內(nèi)板后方或下方，直至發(fā)生這種事故。當安全氣囊展開時，這通常通過形成于內(nèi)板中或周圍的展開開口來進行。展開開口可實現(xiàn)在板中，板可移開以展現(xiàn)開口，或者開口可在板中的預先確定的位置處在安全氣囊展開過程中形成。當在安全氣囊展開過程中形成的情況下，撕裂縫可設置在板的一個或多個部件中以至少部分地限定開口的位置。早前，安全氣囊門或撕裂縫通常是從車輛內(nèi)部可見的，但是為了美觀起見，至今已致力于使撕裂縫從車輛的內(nèi)部不可見。不可見撕裂縫通常在內(nèi)板的一個或多個層的不可見表面中形成有切口、溝槽、凹痕、刻痕、或其它類型的應力集中。
[0003]斯圖克爾(Stuckle)等人的DE4411283號德國專利描述了一種形成撕裂縫的方法，該方法包括縫制外箔(outer foil)以在安全氣囊上將外箔保持到位。用于實施縫制的針沿外箔中的槽或溝穿刺外箔以形成可見的、縫制的撕裂線。外箔沿縫制的撕裂線被加熱以縮小穿刺，隨后迅速冷卻。加熱的目的在于使穿刺不太明顯，但是溝槽和縫合保留為撕裂縫位置的視覺證據(jù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)一個或多個實施方式，制造在安全氣囊上方使用的車輛內(nèi)板的方法，包括以下步驟:(a)提供具有裝飾表層的裝飾罩；(b)使用包括可單獨伸出和縮回的26號或更大號針的穿刺工具沿著預定的撕裂縫位置穿過裝飾表層形成多個微孔；(C)在微孔形成的過程中用殼體徑向支承針，使得在微孔中的每一個的形成過程中殼體與裝飾罩接觸并且針運動被限制成軸向運動；以及(d)將裝飾罩布置在車輛內(nèi)板基底上方。
[0005]根據(jù)一個或多個附加實施方式，穿刺工具僅包括一個針，并且相同的針被用于在裝飾罩中沿著撕裂縫位置形成所有的微孔。
[0006]根據(jù)一個或多個附加實施方式，步驟(d)在步驟(b)和(C)之前被執(zhí)行。
[0007]根據(jù)一個或多個附加實施方式，殼體的面在步驟(b)的過程中與裝飾罩接觸，并且殼體限制針超出殼體的面的軸向延伸量。
[0008]根據(jù)一個或多個附加實施方式，穿刺工具經(jīng)由包括彈簧的偏置附件附接至穿刺系統(tǒng)，該方法還包括在針處于超出殼體的面的軸向延伸的限制處時壓縮彈簧的步驟。
[0009]根據(jù)一個或多個附加實施方式，步驟(d)在步驟(b)和(C)之后被執(zhí)行，并且裝飾罩在步驟(b)和(C)的過程中為平的。
[0010]根據(jù)一個或多個附加實施方式，針為33號針或更大號針。
[0011]根據(jù)一個或多個附加實施方式，還包括如果針在以前已被用于沿著一定數(shù)量的其它裝飾罩的撕裂縫位置形成多個微孔，則在步驟(b)和(C)之前用未使用的針取代針的步驟，其中一定數(shù)量位于I至200之間。
[0012]根據(jù)一個或多個實施方式，用于在車輛內(nèi)板中形成撕裂縫的穿刺工具包括針安裝件和針。針具有穿刺端和相對的安裝端，穿刺端和安裝端中的每個沿著針的軸線布置。針的安裝端被附接至針安裝件以使得針安裝件和針一同移動。穿刺工具還包括殼體，殼體與針安裝件聯(lián)接以相對于針安裝件在縮回配置與伸出配置之間進行相對軸向運動。在縮回配置中針的穿刺端處于殼體內(nèi)，在伸出配置中針的穿刺端處于殼體外。殼體被配置成在縮回配置與伸出配置之間的運動過程中徑向支承針。專用彈簧朝著縮回配置偏置針安裝件。
[0013]根據(jù)一個或多個附加實施方式，針為26號針或更大號針。
[0014]根據(jù)一個或多個附加實施方式，針為33號針或更大號針。
[0015]根據(jù)一個或多個附加實施方式，彈簧與針共軸。
[0016]根據(jù)一個或多個附加實施方式，殼體在伸出配置中在第一止動件處與針安裝件接觸并且殼體在縮回配置中第二止動件處與針安裝件接觸。第一止動件與第二止動件之間的軸向間隔限定可允許的軸向針運動的量。
[0017]根據(jù)一個或多個附加實施方式，殼體以扣合配置與針安裝件聯(lián)接，其中扣合配置包括多個獨立柔性指部，多個指部圍繞針的軸線相隔開，其中多個指部提供所述止動件中的一個。
[0018]根據(jù)一個或多個附加實施方式，多個指部被配置成使針安裝件和針能夠被移除并且用不同的針安裝件和針替代。
[0019]根據(jù)一個或多個附加實施方式，針包括復合斜面和實心截面。
[0020]在本申請的范圍內(nèi)，可設想記載于前段中、權(quán)利要求書中和/或以下說明書和附圖中的多種方面、實施方式、示例、特征和替代方式可被單獨進行或以其任意組合的方式進行。例如，在與本發(fā)明的一個實施方式相關(guān)聯(lián)地公開的特征適用于本發(fā)明的所有實施方式，除非有特征的不兼容性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]下文中將結(jié)合附圖描述一個或多個實施方式，在附圖中相同的附圖標記表示相同的元件，并且在附圖中:
[0022]圖1是包括撕裂縫的車輛內(nèi)板的示例的局部剖視圖；
[0023]圖2是圖1的車輛內(nèi)板的側(cè)剖視圖，示出了處于如穿刺工具在示例性穿刺工藝過程中可被定位的縮回配置(A)和伸出配置(B)的穿刺工具的實施方式；
[0024]圖3是圖2的穿刺工具的分解視圖；
[0025]圖4是圖2的穿刺工具的剖視圖的放大版，示出了處于縮回位置的穿刺工具；
[0026]圖5是穿刺工具在穿刺工藝過程中的示意圖，其中穿刺工具被剛性地附接至穿刺系統(tǒng)；以及
[0027]圖6是穿刺工具在穿刺工藝過程中的示意圖，其中穿刺工具被附接至具有偏置附件的穿刺系統(tǒng)。

【具體實施方式】
[0028]如下所述，不可見撕裂縫可通過穿透板的可見裝飾表面而形成在車輛內(nèi)板中。通過穿刺工具并且通過本文中所描述的方法形成的孔對于肉眼而言是不可見的。穿刺工具可以包括26號(26-gauge)或更大號的針，并且被配置成沿著針提供徑向支承以防止針的彎曲或屈曲，其中對大號針來說，針的彎曲或屈曲可能是顯著問題。穿刺工具可以操作成在任何一個時間僅單個針穿透表層，從而相比于多針穿刺工具有利地減小了所需的穿刺力，并且可被構(gòu)造為可丟棄工具或者以允許頻繁且具有成本效益的針替換的方式構(gòu)造。
[0029]現(xiàn)在參照圖1，示意性車輛內(nèi)板10的剖視圖示出有安裝在車輛內(nèi)板10下方的安全氣囊模塊12。板10包括多個材料層，并且每個材料層可以包括其自身獨立的弱化部分或撕裂縫以在安全氣囊的展開過程中形成展開開口。圖1所示的板10的部分是儀表板的乘客側(cè)，并且包括基底14、裝飾罩16和不可見撕裂縫18。撕裂縫18沿著至少部分地定義安全氣囊展開開口的位置的線或路徑布置，并且包括沿著線或路徑在期望的板層中集中應力以使得通過膨脹的安全氣囊施加到板的力沿線或路徑斷裂或撕裂板的特征。所示的撕裂縫18總體上是U形的，但其可以被形成為其它形狀，諸如矩形、H形、X形，此處僅舉幾個例子。本公開還可應用于在安全氣囊上方使用的其它類型的車輛內(nèi)板，諸如門板、座椅板、方向盤板、支柱板、或頂棚板，此處僅舉幾個例子。
[0030]圖2是車輛內(nèi)板10沿著撕裂縫18的剖視圖，示出為其可以在機械穿刺工藝過程中被布置，機械穿刺工藝隨后將被詳細描述。裝飾罩16被布置在基底14上方以至少部分地形成板10，而板可以包括此處未示出的其它部件或?qū)印Ｕ?6可以在穿刺工藝被執(zhí)行之前或之后布置在基底14上方，或者可以在將罩布置在基底上方之前和之后均執(zhí)行穿刺工藝?；?4可以提供基本形狀和/或用于板10的支承結(jié)構(gòu)，并且可以由幾乎任何材料或材料組合構(gòu)成，包括金屬、塑料或如增強或填充式熱塑性材料的復合型材料。聚丙烯或具有15-30%的玻璃纖維增強的其它烯烴類塑料為適當?shù)幕撞牧系氖纠；?4可以具有穿過基底預形成的安全氣囊展開開口、由穿過且沿著基底形成的槽以期望的形狀至少部分地限定的安全氣囊門、或者在安全氣囊展開過程中供展開開口沿著其形成的撕裂縫。
[0031]裝飾罩16提供對于車輛內(nèi)板10的期望的審美，并且包括一個或多個材料層。在圖2的實施方式中，罩16具有雙層結(jié)構(gòu)，并且包括與內(nèi)層22重疊的表層20。表層20向板10在可見的外表面24處提供期望的外觀和觸感，內(nèi)層22可以被提供成通過在乘客觸摸板時提供墊狀效果而提升板的觸感。表層20可以由多種材料中的任意材料構(gòu)成，并且可以具有約0.3mm至約1.5mm的厚度范圍。在一個實施方式中，表層20是如在第W02013/089994號國際專利申請公開中描述的自修復型表層，該國際專利申請公開通過引用整體地并入本文。例如，某些TPO表層材料可以是自修復型材料。本公開可應用于所有類型的表層，包括諸如聚合物的合成材料和諸如皮革的天然材料。
[0032]內(nèi)層22可以為聚合泡沫材料，諸如聚丙烯泡沫或其它烯烴類泡沫。在一個實施方式中，根據(jù)緩沖量或其它因素，內(nèi)層22的厚度具有0.5mm至5.0mm的范圍。例如，內(nèi)層22也可以由其它類型的泡沫材料、氈、棉絮、間隔織物、或者天然或合成紡織材料形成。層20、22中的每個也可以提供其它功能，并且材料的附加層諸如附加填充層、泡沫層、粘接劑層、或表面拋光層可以被包括在裝飾罩16中。在一個實施方式中,表層20單獨為罩。在另一個實施方式中，表層20和內(nèi)層22被層壓在一起并且一同提供為裝飾罩16,裝飾罩16將被布置在單獨提供的基底14上方并且通過罩16的內(nèi)表面26附接至基底14，其中罩16的內(nèi)表面26由內(nèi)層22提供并且與基底的外表面28接觸。罩16可以通過任意適當?shù)姆椒ㄖT如粘接劑附接、層壓附接至基底14、或者通過將罩包裹在基底邊緣周圍以附接至基底的底側(cè)。在其它實施方式中，板10包括搪塑成型的表層20，和/或包括通過用可膨脹泡沫成分填充表層與基底之間的空間而形成到適當位置的泡沫內(nèi)層22。
[0033]參照圖2，示出了制造車輛內(nèi)板10的方法的一部分。該方法包括提供裝飾罩16的步驟、通過包括針34的穿刺工具32沿著用于撕裂縫18的預定位置穿過裝飾表層20形成多個微孔30的步驟、和將裝飾罩布置在基底14上方的步驟。在所示的實施方式中，在形成微孔30前，裝飾罩16被布置在基底上方。在另一個實施方式中，在罩被布置在基底14上方前，微孔30穿過單獨提供的裝飾罩16中的表層20而形成。例如，穿刺工藝可以被執(zhí)行在具有平坦形式的雙層罩、已熱成型的裝飾罩、或已成形的搪塑成型的表層上。
[0034]如本文中所使用，微孔30是具有有效直徑或者小到足以在視覺上無法察覺的其它特征尺寸的孔。根據(jù)如表層20的外表面24的顏色或粗糙度的因素或者其它因素，特征尺寸可以有所變化。已發(fā)現(xiàn)，具有約0.3_或者更小有效直徑的孔充分小到在典型的表層材料中在普通車輛內(nèi)部觀察距離處無法察覺。但是，正如記載的那樣，這種閾值可以有所變化，并且較小的孔總體上比較大的孔更不明顯。26號或更大號針34能夠在許多表層材料中形成微孔30。在一個實施方式中，針34是33號針。出于本公開的目的，針號根據(jù)斯塔伯鐵絲號規(guī)系統(tǒng)(Stubs Iron Wire Gauge system)而被指定,其中針號的增加對應于直徑的減小。26號針具有0.46mm的外直徑，33號針具有0.21mm的外直徑。
[0035]相鄰的微孔30沿著撕裂縫18以距離D間隔開，距離D可以是恒定或者在多個微孔之中可變的。距離D可以具有0.5mm至3.0mm的范圍，并且優(yōu)選為約1.0mm。這種孔與孔間隔小于典型的激光形成的撕裂縫中的孔與孔間隔，尤其是小于包括聚合物泡沫層的裝飾罩中的孔與孔間隔，因為激光工藝可能燒掉罩的背側(cè)上的一些聚合泡沫材料并由此無法在可見表面處緊密間隔且維持不可見。用機械穿刺可能的較小的孔與孔間隔D可以改善撕裂縫功能，因為具有較小間隔D的相鄰的孔30之間存在少量表層材料。
[0036]所示的穿刺工具32包括針34、針安裝件36、殼體38和彈簧40。圖2示出了在沿著罩16在兩個不同的位置處于縮回配置(A)和伸出配置(B)的穿刺工具32。在縮回配置中，針34的穿刺端42處于殼體38內(nèi)側(cè)。在伸出配置中，針的穿刺端42處于殼體38外側(cè)。在縮回配置中穿刺工具32首先開始與裝飾罩16 (在本示例中在表層20的可見外表面24處)接觸。可選地，當對裝飾罩16執(zhí)行穿刺工藝時，可以在裝飾罩被布置在基底14上方之前使穿刺工具開始與裝飾罩的相對側(cè)的、不可見表面26接觸。隨后，力被施加到針安裝件36以克服彈簧40的偏置相對于殼體3移動針34和針安裝件36。針34的穿刺端42破壞并穿過表層20的外表面24，并且繼續(xù)穿過表層的整個厚度。當所施加的力被去除時，彈簧40的偏置使穿刺工具32返回至縮回位置，從而留下穿過表層20形成的微孔30。每個微孔30也均可以延伸成至少部分地穿過內(nèi)層22。如下面的進一步描述，穿刺工具32可以被配置成限制針34從殼體38的軸向伸出量，這可以幫助防止針與基底14或者其它底面支承固定物之間的接觸。在針34為26號或更大號針并由此在殼體38的外側(cè)遭遇運動阻力時容易彎曲或受損的情況下，這是特別有利的。
[0037]已發(fā)現(xiàn)，如圖所示，單獨形成撕裂縫18的微孔30中的每個(即，一次僅用穿透表層20的單個針34)有利于減小所產(chǎn)生的撕裂縫18的整體可見度。例如，多個針同時抵著裝飾罩16按壓的穿刺工藝要求更高的穿刺力(即，將10個針按壓穿過表層20要求大約10倍的力)。然而，在這種情況下力可以被分配在多個針之中，多個針中的彼此接近可能產(chǎn)生(沿著撕裂縫)集中在罩的較小區(qū)域中的強力。即使在這種工藝中形成的單獨的孔是不可見的微孔，但是在形成過程中沿著撕裂縫施加的高應力可能使撕裂縫的位置在表層材料在穿刺工藝過程中被施壓和/或被拉開的情況下變得明顯。在一個實施方式中，撕裂縫18的微孔30中的每一個微孔均由相同的穿刺工具32和相同的針34形成。在另一個實施方式中，多個穿刺工具32被用于單獨地形成每個微孔30。例如，每個均具有其自身的彈簧負載針34和殼體38的多個穿刺工具32可以沿著裝飾罩16定位在期望的撕裂縫位置處并且以一次一個的方式被連續(xù)地致動或以其它方式被按壓穿過表層20，以使得單個穿刺工具無需被移動至每個和所有期望的微孔位置。在另一個例子中，穿刺工具32構(gòu)成有單個殼體38，并且包括多個單獨可操作的針34，每個針具有專用彈簧40。
[0038]穿刺工具32被配置成徑向地支承針34并移動在縮回配置與伸出配置之間。在全范圍的軸向針運動過程中，殼體38與罩16的外表面24接觸，以使得針的穿刺端42始終不被暴露(即，針的穿刺端在任何時候都位于殼體中或者罩的厚度內(nèi))。在針號為26號或更大的情況下，尤其是在針號為30號或更大的情況下，甚至是針上的非常小的側(cè)負載(處于百分之一磅的數(shù)量級)也可以使徑向未支承的針偏轉(zhuǎn)，使得任何附加施加的軸向力都將足以使針塑性變形，從而使其無法用于形成微孔30。這種問題限制了用于形成撕裂縫的穿刺工藝中具有比26號小的針號的針的實際使用，而這只能夠在大部分裝飾罩材料中形成可見的孔。本文中描述的穿刺工具32由此使撕裂縫形成工藝中以前無法使用的針的使用變得可行，并且排除了對于旨在收縮或以其它方式隱藏機械穿刺的諸如加熱的后續(xù)工藝的需要。
[0039]圖3是圖2的穿刺工具32的分解圖，圖4是相同的穿刺工具的放大剖視圖。主要參照圖4描述穿刺工具32的本實施方式中的一些特征，以及圖3中被編號的一些特征。針34包括穿刺端42和相對的安裝端44，并且針端中的每個均沿著針的軸線Z布置。針34的安裝端44被附接至針安裝件36以在操作過程中使得針和針安裝件一同移動。在本示例中，針34的安裝端44被嵌入針安裝件36的材料中。在一個實施方式中，針安裝件36由可塑的塑料材料形成，并且被包覆在針34的安裝端44上。針34可以由諸如不銹鋼的鋼合金或者任意其它適當?shù)牟牧?例如，鈦、鎳鈦諾、碳化鎢等)制成。在所示的實施方式中，針34具有實心橫截面，但針可以可選地具有管狀橫截面(例如，注射針)。所示的針34的穿刺端42包括斜面46，其它穿刺端配置也是可能的，諸如錐形端或鑿形端。在一個實施方式中，針34的穿刺端42包括復合斜面。如本文中所使用，復合斜面包括布置成使表面不會相對于針軸線Z彼此對稱的至少一對斜面表面。復合斜面和適當?shù)膹秃闲泵娴氖纠趪H專利申請PCT/US2012/066293中更加詳細地描述，該國際專利申請通過弓I用整體地并入本文。
[0040]殼體38接合有針安裝件36以用于在縮回配置與伸出配置之間相對于針安裝件的相對軸向運動。殼體38也被配置成在針運動過程中徑向支承針，并且被配置成約束針34在軸向方向上的運動，從而防止了針的不期望的側(cè)負載并且使得大號針的使用變得可行。在本示例中，殼體38包括基座48、在軸向方向上從基座48朝著針安裝件36延伸的一個或多個壁50、和針支承表面52。殼體38可以由可塑塑料材料或任意其它適當?shù)牟牧蠘?gòu)成。在附圖中的示例中，殼體38以扣合配置接合有針安裝件36。在本配置中，針安裝件36和針34可以被移除并且用不同的針安裝件和針(諸如不同號的針或者未使用的針)替代，并且殼體38和/或彈簧40是可重復使用的。
[0041]基座48包括面54、孔56、彈簧偏置表面58、和第一肩部或限位止動件60。面54被配置成在穿刺工藝過程中接觸裝飾罩，并且可以具有較大表面積以分散在針在較大面積之上朝著伸出配置運動的過程中克服彈簧偏置所需的力?？?6穿過基座48的厚度形成，并且在這種情況下，由圓柱形支承表面52限定。孔56的尺寸被設置成使針34適應為在支承表面52與針之間具有足夠的間隙以允許針的自由軸向運動并約束針的徑向運動。在一個實施方式中，孔的尺寸被設置成在針34與支承表面52之間的每側(cè)(直徑為0.1mm)提供0.05mm的間隙。在另一個實施方式中，每側(cè)的間隙為針直徑的10%至25%?？?6的長度(SP，基座48在孔處的厚度)可以為針直徑的5至20倍，或者為針直徑的10至20倍。在針34的穿刺端42包括斜面46的情況下，孔56的長度優(yōu)選地大于或等于斜面的長度。彈簧偏置表面58面向與面54相反的方向，并且在這種情況下為圍繞殼體38的壁50的環(huán)形表面。第一止動件60被提供并定位成幫助顯著穿刺工具32的伸出配置的伸出極限，并且是內(nèi)部限位止動件的示例，內(nèi)部限位止動件與針安裝件36交互以限制針34的穿刺端42所能夠從殼體38伸出的量。
[0042]所示的壁50包括位于殼體的基座48處的壁基座62和在軸向方向上從壁基座延伸的多個指部64，其中指部64具有使相鄰的指部彼此相隔開的槽66 (參見圖3)。在本示例中，壁基座62總體上為圓柱形的，并且與針34共軸。如圖所示，壁基座62的尺寸可以被設定為容納和/或定位彈簧40，以使得彈簧也與針34共軸?？蛇x地，肋部和其它特征可以從壁基座62徑向延伸以幫助定位彈簧40和/或使彈簧40居中。在本示例中，多個指部64被布置并均勻地相隔在針的周圍。多個指部64中的每個在所示的扣合配置中是獨立柔性的，以適應針支承件36與殼體38的接合和拆離。槽66的軸向長度的尺寸可以被設定成提供指部64的期望量的柔性。指部64中的每個也可以包括硬化特性，諸如肋部或浮雕以影響其柔性。在所示的實施方式中，指部64中的每個延伸在壁基座62與扣合片68之間，并且每個扣合片68包括第二肩部或止動件70。如圖所示，第二止動件70被提供和定位成通過與針安裝件36相互作用來幫助限定穿刺工具32的縮回配置。彈簧40抵著第二止動件70偏置針安裝件36。指部64中的每個具有遠端72，遠端72可以被配置成用作第三止動件。第三止動件72以與第一止動件的方式相似的方式運作，并且為外部剛性止動件的示例，夕卜部剛性止動件與針安裝件36相互作用以限制針34的穿刺端42能夠從殼體38伸出的量。共同地，壁基座62和指部64限定與針34共軸的第二支承表面74。支承表面74為針安裝件36的被捕捉在殼體38的第一止動件60與第二止動件70之間的部分提供徑向支承。支承表面74幫助確保針34的、位于針安裝件36與孔56之間的、未被針支承表面52徑向支承的部分在穿刺工具32的操作過程中保持沿著針軸線Z的定位。支承表面74的尺寸被設定成允許針安裝件36的自由軸向運動并約束其徑向運動。
[0043]所示的針安裝件36包括固定物端76、相對的針端78、軸80、凸緣82、彈簧偏置表面84、和第一、第二和第三肩部或止動件86-90。如圖4中的虛線所示，固定物端76適于附接至穿刺固定物、夾具、機械或系統(tǒng)(例如，多軸機器人或CNC設備)的安裝部件92。穿刺系統(tǒng)可以被配置成根據(jù)需要在裝飾罩的期望的微孔位置之中移動穿刺工具32和/或可以被配置成容納多個獨立穿刺工具。針34從針端78延伸，并且軸80被定位在針安裝件36的相對的端76、78之間。軸80的尺寸被設定化成適于安裝在指部64內(nèi)，并且限定針安裝件36的第二止動件88與第三止動件90之間的距離。凸緣82被定位在針安裝件36的針端78處，并且為針安裝件的捕捉在殼體38的第一止動件60與第二止動件70之間并且由殼體的第二支承表面74支承的部分。彈簧偏置表面84、第一止動件86、第二止動件88和第三止動件90被提供和配置成執(zhí)行與殼體38的相對應的偏置表面48和止動件60、70和74基本相同的功能。用于上述止動件的措辭“第一”、“第二”和“第三”是任意的，并且僅被提供成輔助描述。止動件60、70、74、84、86、88中的每個可以被簡單地稱為止動件、或者可以用結(jié)合附圖使用的措辭以外的措辭稱謂。
[0044]在所不的實施方式中，彈簧40為線圈彈簧,并且位于殼體38的相應的彈簧偏置表面48、84與針安裝件36之間。在圖4的縮回配置中，彈簧40可以被部分壓縮(S卩，預負載)，以使得殼體38的相應的第二止動件70、88與針安裝件36處于接觸并且抵著彼此被偏置。彈簧40包括任意類型的偏置元件并且可以為除了線圈彈簧以外的一些其它形式。彈簧40與針34共軸。在多個針34被包括在穿刺工具32中和/或作為穿刺工藝的一部分的實施方式中，每個針34可以與專用彈簧40搭配以使得每個獨立針可以沿著針入口單獨移動并且朝著縮回配置單獨偏置。專用彈簧40為作用為僅影響單個針的偏置的彈簧。還可能使單個針34具有多于一個的專用彈簧40。無論是單針穿刺工具還是多針穿刺工具，穿刺工具32的這種專用彈簧特征與單彈簧用于偏置多針的情況相比確保了與每個針相關(guān)聯(lián)的更加均勻的彈簧偏置。
[0045]在一個實施方式中，穿刺工具32適于偏置附接至穿刺系統(tǒng)的安裝部件92。例如，如圖4中的虛線所示，附接可以是彈簧加載的，以使得彈簧94抵著穿刺系統(tǒng)偏置穿刺工具32。這種配置可以幫助在穿刺工藝過程中減小或防止裝飾罩的不期望的壓縮，尤其是在穿刺工具從縮回配置到達完全伸出配置以使得穿刺工具的上述止動件暫停殼體與針之間的相對運動時。已發(fā)現(xiàn)，在一些情況下，裝飾罩的壓縮使針的穿刺端與其在罩未壓縮的情況下將延伸的距離相比穿過裝飾罩延伸更深(即，更接近罩的相反表面)。在這種情況下所產(chǎn)生的每個微孔的深度由此可以比針從穿刺工具的殼體延伸的量大，并且在撕裂縫被形成在已附接至基底(例如，如圖2所示)的罩中的實施方式中，有時可能導致針與板的基底接觸。當穿刺工具的止動件操作成暫停殼體與針之間的相對運動時，附加彈簧94可以減小力峰的嚴重性。
[0046]圖5和圖6示意性示出了穿刺工具32的偏置附件對于穿刺系統(tǒng)的效果。在圖5中，穿刺工具32被剛性地附接至穿刺系統(tǒng)，并且示出為剛到達伸出配置后。在這個階段，在針34與殼體38之間的相對運動被暫停后，穿刺工具32朝著罩16的附加運動導致了罩的壓縮。在圖6中，穿刺工具32被附接至具有偏置附件的穿刺系統(tǒng)，包括彈簧91并被示出為剛到達伸出配置后。此處，在針34與殼體38之間的相對運動被暫停后，穿刺工具32朝著罩16的附加運動導致了彈簧94的壓縮。彈簧94的彈簧常數(shù)Kl優(yōu)選為比穿刺工具彈簧40的彈簧常數(shù)K2高，但比裝飾罩16的有效彈簧常數(shù)K3低(K2〈K1〈K3)。裝飾罩的有效彈簧常數(shù)Κ3為壓縮每單位厚度的罩所需的力的量。
[0047]在穿刺工藝過程中包括針的徑向支承的上述的穿刺工具已被測試，并且已被證明甚至是在用33號針的情況下也能夠在針不彎曲或者不以其它方式要求針替換的情況下在裝飾罩中穿透至少10000個微孔。在沒有對于針的徑向支承的情況下進行的實驗中(即，省略了上述穿刺工具殼體)，具有18mm的暴露長度的33號針未能夠在彎曲前穿透足夠數(shù)量的微孔以在單個裝飾罩中形成功能性撕裂縫。這種增加的針壽命可能導致其它的針失效模式，諸如針疲勞或針的鈍化。上述穿刺工具的一些配置中的一個有用的特征在于，其可以被制造成可丟棄的穿刺工具、和/或制造成具有可丟棄的且容易替換的針的穿刺工具。例如，穿刺工具的殼體可以被設計成容納預成型有針安裝件的市售的醫(yī)療級針，并且市售的線圈彈簧可以裝配于殼體與針安裝件之間以形成穿刺工具。
[0048]由此，上述的穿刺工藝的一個實施方式可以包括在穿刺工具已在以前用于形成若干數(shù)量的裝飾罩的撕裂縫的情況下從穿刺工具移除針并且用未使用的針替代所移除的針的步驟。在一些情況下，針可以在僅單個罩中形成撕裂縫后被替換，以使得進行穿刺工藝的每個連續(xù)的裝飾罩均用未使用的針開始工藝。在其它情況下，針可以在形成200個罩的撕裂縫后被替換。針的使用壽命可以通過承受相同針下的穿刺工藝的罩的數(shù)量來限定。在一個實施方式中，穿刺工藝包括在針已在以前用于形成一定數(shù)量的其它裝飾罩的撕裂縫的情況下用未使用的針替換該針。該一定數(shù)量可以位于I與200之間、10與200之間、10與100之間、10與50之間、或10與20之間，并且可以取決于如針替換費用的因素或其它因素。
[0049]應理解，上述內(nèi)容是本發(fā)明的一個或多個優(yōu)選的示例性實施方式的描述。本發(fā)明并不限于本文中所公開的特定實施方式，而僅僅是由所附的權(quán)利要求書所限定。此外，包含在上述描述中的語句涉及特定實施方式，但不應解釋成限制本發(fā)明的范圍或者對權(quán)利要求書中所用術(shù)語的定義，除非術(shù)語或短語被明確定義如上。多種其它實施方式和對于所公開的實施方式的多種改變和變形將對于本領域的技術(shù)人員變得顯而易見。所有這種其它實施方式、改變和變形旨在涵蓋在所附權(quán)利要求書的范圍。
[0050]如本說明書和權(quán)利要求書所用，當結(jié)合一個或多個部件或其它項目的列表一同使用時，術(shù)語“例如(for example) ”、“比如(for instance) ”、“如(such as) ”和“像(like)，，以及動詞“包括(comprising) ”、“具有(having) ”、“包含(including) ”和其其它動詞形式各自被解釋成開放式的，從而意味著列表不應被解釋成排出其它、附加部件或項目。其它項目應使用其最廣泛的合理含義來解釋，除非其被用在需要不同解釋的內(nèi)容中。
【權(quán)利要求】
1.一種制造在安全氣囊上方使用的車輛內(nèi)板的方法，包括以下步驟: (a)提供具有裝飾表層的裝飾罩； (b)使用包括能夠單獨伸出和縮回的26號或更大號針的穿刺工具沿著預定的撕裂縫位置穿過所述裝飾表層形成多個微孔； (C)在步驟(b)的過程中用殼體徑向支承所述針，使得在所述微孔中的每一個的形成過程中所述殼體與所述裝飾罩接觸并且針運動被限制成軸向運動；以及 (d)將所述裝飾罩布置在車輛內(nèi)板基底上方。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述穿刺工具僅包括一個針，并且使用同一個針在所述裝飾罩中沿著所述撕裂縫位置形成所有的微孔。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟(b)和步驟(c)之前執(zhí)行步驟(d)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述殼體的面在步驟(b)期間與所述裝飾罩接觸，并且所述殼體限制所述針超出所述殼體的所述面的軸向延伸量。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述穿刺工具經(jīng)由包括彈簧的偏置附件附接至穿刺系統(tǒng)，所述方法還包括以下步驟: 在所述針處于超出所述殼體的所述面的軸向延伸的限制處時壓縮所述彈簧。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在步驟(b)和步驟(c)之后執(zhí)行步驟(d)，并且所述裝飾罩在步驟(b)和步驟(C)期間中是平的。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述針為33號針或更大號針。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟: 如果所述針在之前已被用于沿著一定數(shù)量的其它裝飾罩的所述撕裂縫位置形成多個微孔，則在步驟(b)和步驟(C)之前用未使用的針取代使用過的針，其中所述一定數(shù)量位于I至200之間。
9.一種用于在車輛內(nèi)板中形成撕裂縫的穿刺工具，包括: 針安裝件； 針，具有穿刺端和相對的安裝端，所述穿刺端和所述安裝端中的每個均沿著所述針的軸線布置，其中所述針的所述安裝端附接至所述針安裝件以使得所述針安裝件和所述針一同移動； 殼體，與所述針安裝件聯(lián)接以相對于所述針安裝件在縮回配置與伸出配置之間進行相對軸向運動，其中在所述縮回配置中所述針的穿刺端位于所述殼體內(nèi)，在所述伸出配置中所述針的穿刺端位于所述殼體外，所述殼體被配置成在所述縮回配置與所述伸出配置之間的運動過程中徑向支承所述針；以及 彈簧，專用于所述針并且朝著所述縮回配置偏置所述針安裝件。
10.如權(quán)利要求9所述的穿刺工具，其中，所述針為26號針或更大號針。
11.如權(quán)利要求9所述的穿刺工具，其中，所述針為33號針或更大號針。
12.如權(quán)利要求9所述的穿刺工具，其中，所述彈簧與所述針共軸。
13.如權(quán)利要求9所述的穿刺工具，其中，所述殼體在所述伸出配置中在第一止動件處與所述針安裝件接觸并且所述殼體在所述縮回配置中在第二止動件處與所述針安裝件接觸以使得所述第一止動件與所述第二止動件之間的軸向間隔限定可允許的軸向針運動的量。
14.如權(quán)利要求13所述的穿刺工具，其中，所述殼體以扣合配置與所述針安裝件聯(lián)接，其中所述扣合配置包括多個獨立柔性指部，所述多個指部圍繞所述針的軸線相隔開，其中所述多個指部提供所述止動件中的一個。
15.如權(quán)利要求13所述的穿刺工具，其中，所述多個指部被配置成使所述針安裝件和針能夠被移除并且用不同的針安裝件和針替換。
16.如權(quán)利要求9所述的穿刺工具，其中，所述針包括復合斜面和實心截面。
【文檔編號】B26F1/24GK104416614SQ201410448607
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】邁克爾·特沃克, 馬修·巴爾 申請人:佛吉亞汽車內(nèi)部系統(tǒng)公司