CN100337859C - 可燃气体充气泵以及用于填充和密封充气泵的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种可燃气体充气泵以及用于填充和密封充气泵的方法。该充气泵包括外罩，其构造成可接受和储存处于压力下的可燃气体。外罩具有外壁，其包括外表面、内表面和从中延伸穿过的填充孔。填充孔具有第一孔部分和第二孔部分。第一孔部分邻近外表面，第二孔部分邻近内表面，其中第一孔部分大于第二孔部分。充气泵还包括构造成可密封填充孔的密封件。密封件具有第一部分和第二部分。第一部分构造成与第二孔部分的一部分密封接合，第二部分构造成与第一孔部分的一部分密封接合。第一部分将可燃气体密封在外罩内，第二部分构造成可通过会产生火花的焊接工艺而焊接在外罩上。

Description

可燃气体充气泵以及用于填充和密封充气泵的方法
技术领域
本发明涉及一种用于提供可燃气体充气泵的装置及方法。
背景技术
气囊组件或气垫在现代汽车中是常见的。气囊组件通常包括至少一个气垫和用于对气垫充气的充气泵。
可燃气体充气泵具有用于保持处于压力下的可燃气体的外罩。充气泵通常包括通过膜片与充气泵的内部分隔开的启动器或引爆器，启动器或引爆器在促动时破裂，从而与可燃气体流体连通。在操作期间，可燃气体被引发器或引爆器点燃，以便提供膨胀气体或充气泵输出，其最终用于对气垫充气。
在充气泵制造过程中，可燃气体以及其它惰性气体放置在外罩内。气体在压力下经由填充孔被提供至外罩中。之后，填充孔被密封。
由于所用气体的可燃性质，因此需要有密封方法来防止可燃气体在密封过程中的无意燃烧。因此，需要提供一种可防止可燃气体在密封过程中无意燃烧的密封件。
发明内容
根据一个示例性实施例，提供了一种可燃气体充气泵。该充气泵包括外罩，其构造成可接受和储存处于压力下的可燃气体。外罩具有外壁，其包括外表面、内表面和从中延伸穿过的填充孔。填充孔具有第一孔部分和第二孔部分。第一孔部分邻近外表面，第二孔部分邻近内表面，其中第一孔部分大于第二孔部分。充气泵还包括构造成可密封填充孔的密封件。密封件具有第一部分和第二部分。第一部分构造成与第二孔部分的一部分密封接合，第二部分构造成与第一孔部分的一部分密封接合。第一部分将可燃气体密封在外罩内，第二部分构造成可通过会产生火花的焊接工艺而焊接在外罩上。
根据另一示例性实施例，提供了一种可燃气体充气泵。该充气泵包括外罩，其构造成可接受和储存可燃气体。外罩具有外壁。外壁包括外表面、内表面和从中延伸穿过的填充孔。填充孔具有第一孔部分、第二孔部分和第三孔部分。第一孔部分邻近外表面。第二孔部分邻近内表面，而第三孔部分设在第一和第二孔部分之间。第一孔部分大于第二孔部分和第三孔部分，第三孔部分大于第二孔部分。充气泵还包括构造成可密封填充孔的密封件。密封件具有第一部分和第二部分。第一部分构造成与第二孔部分的一部分密封接合，第二部分构造成与第三孔部分的一部分密封接合。第一部分将可燃气体密封在外罩内，第二部分构造成可通过会产生火花的焊接工艺而焊接在外罩上。
根据另一示例性实施例，提供了一种用于密封充气泵的方法。该充气泵具有外罩，其构造成可接受和储存可燃气体。外罩具有外壁，外壁具有外表面、内表面和从中延伸穿过的填充孔。填充孔具有邻近外表面的第一孔部分和邻近内表面的第二孔部分，其中第一孔部分大于第二孔部分。该方法包括将密封件的第一部分插入到填充孔的第二孔部分中，并在这两者之间形成压配式密封。第一部分在可燃气体已被储存在外罩中之后被插入，其中该压配式密封可防止可燃气体从外罩中逸出。该方法还包括通过会产生火花的焊接工艺将密封件的第二部分焊接在外罩的外壁上，其中在第二部分与外壁之间形成了永久性密封。
根据另一示例性实施例，提供了一种用于密封充气泵的方法。该充气泵具有外罩，其构造成可接受和储存可燃气体。外罩具有外壁。外壁具有外表面、内表面和从中延伸穿过的填充孔。填充孔具有邻近外表面的第一孔部分和邻近内表面的第二孔部分，以及设在第一和第二孔部分之间的第三孔部分。第一孔部分大于第二孔部分和第三孔部分，第三孔部分大于第二孔部分。该方法包括在可燃气体已储存在外罩中之后将密封件的第一部分插入到填充孔的第二孔部分中，其中第一部分可防止可燃气体从外罩中逸出。该方法还包括将密封件的第二部分焊接在邻近第三孔部分处的外壁上，其中在第二部分与外壁之间形成了永久性密封。
根据另一示例性实施例，提供了一种用可燃气体填充充气泵并密封该充气泵的方法。该充气泵具有外罩，其构造成可储存可燃气体。外罩具有外壁。外壁具有外表面、内表面和从中延伸穿过的填充孔。填充孔具有邻近外表面的第一孔部分和邻近内表面的第二孔部分，其中第一孔部分大于第二孔部分。该方法包括将充气泵设在气密容器中。该方法还包括将可燃气体泵入到气密容器中，以便经由填充孔来将可燃气体压入到充气泵的内部。该方法还包括将密封件的第一部分插入到填充孔的第二孔部分中，其中第一部分可防止可燃气体从外罩中逸出。最后，该方法包括将密封件的第二部分焊接在外罩的外表面上，其中在第二部分与外表面之间形成了永久性密封。
根据另一示例性实施例，提供了一种用可燃气体填充充气泵并密封该充气泵的方法。该充气泵具有外罩，其构造成可接受和储存可燃气体。外罩具有外壁。外壁具有外表面、内表面和从中延伸穿过的填充孔。填充孔具有邻近外表面的第一孔部分和邻近内表面的第二孔部分，以及设在第一和第二孔部分之间的第三孔部分。第一孔部分大于第二孔部分和第三孔部分，第三孔部分大于第二孔部分。该方法包括将充气泵设在气密容器中。该方法还包括将可燃气体泵入到气密容器中，以便经由填充孔将可燃气体压入到充气泵的内部。该方法还包括将密封件的第一部分插入到填充孔的第二孔部分中，其中第一部分可防止可燃气体从外罩中逸出。最后，该方法包括将密封件的第二部分焊接在邻近第三孔部分处的外壁上，其中在第二部分与外壁之间形成了永久性密封。
根据另一示例性实施例，提供了一种用可燃气体填充充气泵并密封该充气泵的方法。该充气泵具有外罩，其构造成可储存可燃气体。外罩具有外壁。外壁具有外表面、内表面和从中延伸穿过的填充孔。填充孔具有邻近外表面的第一孔部分和邻近内表面的第二孔部分，其中第一孔部分大于第二孔部分。该方法包括将具有中空内部区域的金属夹具移动至贴靠在外壁的外表面上，以获得第一密封区域。中空内部区域与填充孔流体连通。该方法还包括经由延伸穿过金属夹具的第一孔和经由填充孔将可燃气体泵入到外罩的内部。该方法还包括将密封件的第一部分插入到填充孔的第二孔部分中，其中第一部分可防止可燃气体从外罩中逸出。最后，该方法包括将密封件的第二部分焊接在外罩的外表面上，其中在第二部分与外表面之间形成了永久性密封。
根据另一示例性实施例，提供了一种用可燃气体填充充气泵并密封该充气泵的方法。该充气泵具有外罩，其构造成可接受和储存可燃气体。外罩具有外壁。外壁具有外表面、内表面和从中延伸穿过的填充孔。填充孔具有邻近外表面的第一孔部分和邻近内表面的第二孔部分，以及设在第一和第二孔部分之间的第三孔部分。第一孔部分大于第二孔部分和第三孔部分，第三孔部分大于第二孔部分。该方法包括将具有中空内部区域的金属夹具移动至贴靠在外壁的外表面上，以获得第一密封区域，该中空内部区域与填充孔流体连通。该方法还包括经由延伸穿过金属夹具的第一孔和经由填充孔将可燃气体泵入到外罩的内部。该方法还包括将密封件的第一部分插入到填充孔的第二孔部分中，其中第一部分可防止可燃气体从外罩中逸出。最后，该方法包括将密封件的第二部分焊接在邻近第三孔部分处的外壁上，其中在第二部分与外壁之间形成了永久性密封。
根据另一示例性实施例，提供了一种可燃气体充气泵。该充气泵包括外罩，其构造成可接受和储存可燃气体。外罩具有外壁。外壁具有外表面、内表面和从中延伸穿过的填充孔。填充孔具有邻近外表面的第一孔部分和邻近内表面的第二孔部分，其中第一孔部分大于第二孔部分。该充气泵还包括第一部分，其构造成可被压配到第二孔部分中以获得第一密封，其中第一密封可防止可燃气体从外罩中逸出。最后，充气泵包括第二部分，其构造成可焊接在邻近第一孔部分的外壁上以获得第二密封，其中第二密封是永久性密封。
根据另一示例性实施例，提供了一种可燃气体充气泵。该充气泵包括外罩，其构造成可接受和储存可燃气体。外罩具有外壁。外壁具有外表面、内表面和从中延伸穿过的填充孔。填充孔具有邻近外表面的第一孔部分和邻近内表面的第二孔部分，以及设在第一和第二孔部分之间的第三孔部分。第一孔部分大于第二孔部分和第三孔部分，第三孔部分大于第二孔部分。充气泵还包括第一部分，其构造成可被压配到第二孔部分中以获得第一密封，其中第一密封可防止可燃气体从外罩中逸出。最后，充气泵包括第二部分，其构造成可焊接在邻近第三孔部分的外壁上以获得第二密封，其中第二密封是永久性密封。
附图说明
图1是具有气囊组件的车辆的一部分的剖视图；
图2是根据本发明一个示例性实施例来构造的充气泵的剖视图；
图3是图2所示充气泵的分解视图；
图4是图2所示充气泵的一部分的放大剖视图；
图5是本发明另一示例性实施例的放大剖视图；
图6是用于本发明示例性实施例中的密封件的透视图；
图7是根据本发明一个示例性实施例的用于用可燃气体来填充和密封充气泵的方法的流程图；
图8是根据本发明一个示例性实施例的用于用可燃气体来填充和密封充气泵的系统的剖视图；
图9是根据本发明另一示例性实施例的用于用可燃气体来填充和密封充气泵的系统的剖视图；
图10是根据本发明另一示例性实施例的用于用可燃气体来填充和密封充气泵的系统的剖视图；
图11是用于通过图10所示系统用可燃气体来填充和密封充气泵的方法的流程图；
图12是本发明另一示例性实施例的放大剖视图；
图13是本发明另一示例性实施例的放大剖视图。
具体实施方式
现在参见图1，图中显示了车辆10的一部分。在车辆10的内车厢中设有座椅结构12，以及相对于座椅结构以选定的空间关系来设置的气囊组件14。气囊组件14包括外壳16、充气泵18和气垫20。组件14设在车辆10中，用于使气垫20离开外壳16(例如向后)地展开。充气泵18可以是单级充气泵，其能够将一次量的充气气体释放到气垫20中。或者，充气泵18可为双级充气泵，其可释放出至少两种程度的充气气体到气垫20中。充气泵18是可燃气体充气泵，其可点燃可与惰性的或不可燃的气体发生反应的可燃气体，以便提供充气泵输出。特别是，可燃气体充气泵采用可燃气体(例如氢气)、氧化剂(例如氧)和惰性气体(例如氩和氦)来提供充气泵输出。
传感器或检测-诊断模块22适于检测启动事件，以提供启动信号24至充气泵18。对启动事件的检测可通过设在车辆周围的一个或多个传感器来确定。因此，模块22通过启动信号24来控制气囊组件14的启动。
气垫20储存在外壳16中的折叠或未展开位置中，并与充气泵18流体连通。在由检测-诊断模块22检测到启动事件之后，充气泵18通过信号24而启动，从而产生充气气体。充气气体使气垫20充气，并从外壳16中膨胀进入车辆10的内车厢26中，如虚线所示。
参见图2，图中显示了充气泵18的详细视图。充气泵18包括外罩112，其限定了内部体积，用于储存可燃气体或一些应用中的可与可燃气体反应的惰性气体，以提供充气泵输出。充气泵输出提供了用于对与充气泵18流体连通的气垫20进行充气的手段。充气泵18还包括密封件或密封装置113，用于在外罩112已通过外罩112中的孔被填充了可燃气体之后对该孔进行密封。在一个示例性实施例中，充气泵18构造成可通过由密封件113形成的第一和第二密封而保持至少90％的加压气体达至少15年。特别是，充气泵18通过由密封件113形成的第一和第二密封而储存可燃气体(例如氢气)、氧化剂(例如氧气)和惰性气体(例如氩气和氦气)达至少15年。
在一个示例性实施例中，外罩112包括罩壳部分114、喷嘴部分116、喷嘴端盖118、爆炸隔膜120、启动端盖122、启动器124和启动器套管126。
罩壳部分114设置成在被端盖122和爆炸隔膜120封闭时，可在其中保持可燃气体以及一些应用中的惰性气体。特别是，罩壳部分114在第一端处由喷嘴端盖118封闭，在第二端处由启动端盖122封闭。罩壳部分114可由钢或金属合金构造而成，端盖118，122可采用电阻焊接头而焊接在罩壳部分114的第一和第二端上。
喷嘴部分116设置成可将充气气体从外罩112引入气垫20中。喷嘴部分116可操作地连接在喷嘴端盖118上，并可由钢或金属合金来构造。喷嘴部分116焊接在端盖118上。
爆炸隔膜120设置成可封闭罩壳部分114的第一端。如图所示，爆炸隔膜120可操作地连接在罩壳部分114的端部119与端盖118之间。爆炸隔膜120构造成在外罩112内的压力大于预定压力时可破裂、爆裂或裂开。当爆炸隔膜120破裂时，外罩112的内部体积与喷嘴部分116流体连通，以允许膨胀的充气气体排出喷嘴部分116而填充气垫20。喷嘴端盖118焊接在罩壳部分114的端部119上，并将爆炸隔膜120固定地保持在罩壳部分114的端部119上.
启动器124设置成可响应于传感器22所提供的电控制信号而点燃储存于外罩112内的可燃气体如氢气。启动器124可包括烟火装置或任何其它类型的点火装置，其可响应于电控制信号而点燃储存于外罩112内的可燃气体。启动器124设在启动器套管126中，而套管126设在延伸穿过端盖122的孔123中。
启动器套管126设置成可将启动器124保持在端盖122内，使得启动器124的一部分与储存在外罩112内部的气体流体连通。套管126延伸穿过端盖122中的孔，并固定地焊接在端盖122上。
参见图2和图4，端盖122设置成封闭了罩壳部分114的第二端。端盖122包括可由钢、金属合金或其它导电材料构造成的壁152，并可操作地构造成密封了外罩112的端部121。端盖122可由金属构成，使得端盖122可焊接在管112上，并且密封件113的一部分焊接在端盖122上，用于密封端盖122中的“填充孔”154。
根据一个示例性实施例，壁152包括从中延伸穿过的“填充孔”154。孔154用作“填充孔”，用于允许将可燃气体和惰性气体最初设于外罩112中。可燃气体例如可以是氢气。然而，其它等效的可燃气体也属于本发明的范围内。
在一个示例性实施例中，填充孔154具有直径增大的阶梯式孔部分，例如具有直径D1的孔部分156、具有直径D2且D2＞D1的孔部分158、位于孔部分156与158之间以使密封件113可容易地插入和引导到孔154中的倒角孔部分165，以及具有直径D3且D3＞D2的孔部分160。
如图4所示，内侧壁面162形成了孔部分156。内侧壁面166和阶梯面164形成了孔部分158。内侧壁面167形成了倒角孔部分165。内侧壁面168和阶梯面167形成了孔部分160。当密封件113插入到填充孔中时，密封件113和壁152的接触的第一点位于倒角面167处。因此，在插入期间从密封件113上脱落的任何塑料产生于倒角面167处，而不会产生于由表面166，167所形成的边缘处，从而允许用于焊接接头137的干净的焊接部位。
应当注意，填充孔154的构造或剖面形状可根据外罩的所需密封特性而变化。例如，在一个备选的示例性实施例中，填充孔可以是锥形的，或者填充孔的一些部分可以是锥形的。在另一示例性实施例中，填充孔可包括用于密封在密封件上的多个另外的阶梯部分。
参见图4和图6，密封件113设置成可密封启动器端盖122的孔154，使得外罩112可在其中储存可燃气体。如图所示，密封件113包括头部128和密封部分130。密封件113的各部分的尺寸和形状可根据所需的密封特性和填充孔的尺寸和形状而变化。
在一个示例性实施例中，头部128由钢或另一导电材料或金属合金构成，其允许头部128通过焊接工艺可焊接地密封在导电壁152上。在一个实施例中，头部128包括杯形顶部132、锥形部分134、延伸部分136和设在杯形顶部132周围的顶面129。杯形顶部132设置成可以(i)容纳电极170，其用来将密封件113推入到孔154中；以及(ii)将密封件设在电极170的中心。顶面129设置成可允许密封件113与电极170轴向对齐。锥形部分134设置成可与阶梯面167和内侧壁面166所形成的边缘接触，以提供将头部128焊接在壁152上的锐利界面，从而提高形成于其间的焊接接头的质量。采用密封焊缝137来将头部128密封在启动器端盖122上，这将在下文中详细说明。延伸部分136从锥形部分134上延伸出来，并被固定地保持在密封部分130内的孔中。
密封部分130设置成可在孔部分156内形成压配式密封。密封部分130可由不导电材料如塑料构成。或者，密封部分130可由例如不导电的陶瓷构成。在任何实施例中，密封部分130都包括不导电部件，其能被压配在填充孔的较小开口中。在一个实施例中，密封部分130包括圆柱形部分133，其具有用于接受头部128的延伸部分136的孔135。密封部分130还包括锥形部分131，其从部分133中延伸出来，用于帮助密封部分130在孔154中的对准。密封部分的直径D4略大于孔部分156的直径D1，用于形成压配密封。例如，直径D4可以比直径D1大0.25毫米。然而应当注意到，直径D4与直径D1之间的差异可以大于或小于0.25毫米。因此，密封部分130在其插入期间被压配在孔部分156中。密封部分130可通过卡扣接头、压配接头或通过将部分128和部分130嵌入模制在一起而连接在头部128上。
这样，在可燃气体已经储存在外罩112中之后，密封部分130提供了第一临时密封，其防止可燃气体逸出外罩112，以便防止在采用单独的焊接工艺来提供永久性密封时无意中点燃可燃气体。之后，头部128可焊接在壁152上，以在头部128与壁152之间形成永久性密封，而不会点燃可燃气体。另外，第一临时密封允许在必要时重新定位外罩，以便提供第二永久性密封。
根据一个示例性实施例，与具有设在端盖外表面之上的密封件113的实施例相比，密封件113在端盖122的外表面169之下容纳在孔部分160中可以为外罩112提供更紧凑的外形。当然可以理解，密封件113可突出到外表面169之上。
参见图8，现在来介绍根据一个示例性实施例的用可燃气体填充充气泵18的内部并密封充气泵18的孔154的系统210和方法。如图所示，系统210包括气密容器211、焊接电流源212、可操作地连接在电极170上的线性执行机构213、高压气源214、导管215和阀216。
气密容器211设置成可在其中容纳充气泵18。容器211包括门217，其可围绕铰链218转动，以允许门217从关闭位置运动至打开位置。因此，使用者可打开门217来将充气泵18设置在容器211的内腔中。容器211可通过设在高压气源214与容器211之间的导管215来接受来自高压气源214的可燃气体如氢气，以及惰性气体。特别是，当设在导管215内的阀216处于打开的操作位置时，来自高压气源214的可燃气体和惰性气体就被引入到容器211的内部。气体然后可进入充气泵18的孔154中，以便用气体来填充充气泵18的内部。
如图所示，线性执行机构213可设在容器211的内部中。线性执行机构213设置成可使电极170在直线方向上运动。特别是，线性执行机构213可使电极170(和连接在电极170上的密封件113)在第一方向上运动，以便使密封件113移动至充气泵18的孔154中。
焊接电流源212设置成可将焊接电流经由电极170引至密封件113的头部128中。通过经由头部128来引导焊接电流，就可通过电阻焊来将头部128焊接在充气泵18上以密封填充孔154，如下文中更详细地介绍。上述系统只是用于填充充气泵18的系统的一个例子，可以采用具有处于压力下的可燃气体的其它填充手段。
参见图4，6和7，下面将介绍用于用可燃气体填充来充气泵18的内部并密封充气泵18的填充孔154的方法。以下步骤是示例性的，不起限制作用。
在步骤176中，将充气泵18设在气密容器211中。
在步骤178中，高压气源200将加压的可燃气体经由导管215而泵入到气密容器211中，以推动可燃气体经过充气泵18的端盖122的孔154。因此，可燃气体从容器211的内部经由孔154而进入到充气泵18的内部。
在步骤180中，电极170与密封件113接合，并使密封件113在第一方向上朝孔154运动。特别是，电极170的凹面171与头部128的凸形部分132接合。如上所述，执行机构213使电极170和密封件113在第一方向上运动。
在步骤182中，电极170推动密封件113的密封部分130在第一方向上进入到其直径D1小于密封部分130的直径D4的孔部分156中，以便将密封部分130压配在孔部分156中，从而形成第一密封或密封区域。
在步骤184中，电极170进一步推动密封件113的头部128在第一方向上运动，以便与端盖122的导电壁152的一部分接触。特别是，头部128的锥形部分134与由内侧壁面166和阶梯面167所形成的边缘接触。
在步骤186中，电极170将焊接电流传送到头部128中，而端盖122电接地(未示出)。特别是，焊接电流源212可经由电极170将焊接电流引至头部128。焊接电流将头部128焊接在壁152上的其中部分128与壁152相接触的位置处，以形成第二密封或密封区域。特别是，焊接电流围绕着锥形部分134的外周形成了焊接接头137，从而将头部128密封在导电壁152上。因此，用于密封充气泵18的孔的方法形成了两种密封(例如压配密封和焊接密封)，用于密封充气泵18中的填充孔。压配密封可防止在施加焊接密封的期间无意中点燃可燃气体，焊接密封通过可能会产生闪光或火花的焊接工艺来形成。
参见图5，图中显示了可用于充气泵18中的另一示例性的启动器端盖(例如端盖190)。端盖190与端盖122之间的主要区别在于，端盖190包括具有两个不同直径的两个孔部分的孔(例如孔194)，而端盖122包括具有三个不同直径的三个孔部分的孔(例如孔154)。因此，端盖190构造成使得头部128设在壁192的上表面206上，而端盖122构造成使得头部128设在壁152的上表面169之下。
参见图5和6，端盖190构造成可封闭罩壳部分114的第二端。端盖190可由钢、钢合金或其它导电材料构成，并可操作地连接在罩壳部分114的端部121上。端盖190包括壁192，其构造成密封在罩壳部分114的端部121上。壁192包括从中延伸穿过的孔194。孔194用作“填充孔”，用于允许可燃气体被泵入外罩112的内部。孔194可具有直径增大的阶梯型孔部分，例如具有直径D1的孔部分196和具有直径D2的孔部分198，其用于允许密封件113在插入到孔194的期间对准。如图所示，内侧壁面200形成了孔部分196。内侧壁面204和倒角面202形成了孔部分198。如图所示，头部128的锥形部分134设置成可与由侧壁面204和外表面206所形成的边缘相接触。密封部分130的直径D4略大于孔部分196的直径D1，用于形成压配式密封。例如，直径D4可比直径D1大0.25毫米。然而应当注意到，直径D4与直径D1之差可大于或小于0.25毫米。因此，密封部分130在其插入期间压配在孔部分196中。
应当注意的是，孔部分194的构造或剖面形状可根据外罩的所需密封特性而变化。例如，在一个备选的示例性实施例中，填充孔可以是锥形的，或者填充孔的一些部分可以是锥形的。在另一备选的示例性实施例中，填充孔可包括用于密封在密封件上的多个另外的阶梯部分。
密封件113可用于以与如上针对密封端盖122中的组件130所述的大致类似的方式来密封端盖190，不同之处在于，组件130的头部128被焊接在由上表面206和内侧壁面204形成的壁边缘上，这导致密封件113的一部分设在端盖190的表面206之上。
参见图9，下面将介绍根据另一示例性实施例的用于用充气气体填充充气泵18的内部并用于密封充气泵18中的孔194的系统220。如图所示，系统220包括金属填充夹具222、执行机构224、焊接电流源226、电极228、密封件230、高压气源232、导管234和阀235。
金属填充夹具222设置成可用可燃气体如氢气来填充充气泵18。如图所示，夹具222包括侧壁236，其设置成可与端盖190的外表面206接触，以围绕孔194形成金属-金属密封。如图所示，夹具222包括位于侧壁236的端部240处的尖锐的密封尖端238，其围绕着侧壁236的周边延伸。尖锐的密封尖端238构造成在夹具22向下运动至端盖190中时可刺入到端盖190的表面206中。侧壁236包括从中延伸穿过的孔237，导管234连接在该孔上。当阀235处于打开的操作位置时，导管234将加压的可燃气体从高压气源232经由孔237引入到内部区域239中。内部区域239定义为由侧壁236、密封件230和端盖190围起来的区域。在进入内部区域239之后，气体经由填充孔194流入到外罩的内部。
线性执行机构224设置成可使金属填充夹具222朝向端盖190轴向地运动以便密封在端盖190上，或者使夹具222离开端盖190而运动。另外，线性执行机构224设置成可使固定了密封件113的电极228朝向端盖190或离开端盖190运动。
焊接电流源226设置成可将焊接电流经由电极228引导至密封件113的头部128上。通过使焊接电流引导经过头部128，头部128就被焊接在充气泵18的壁上，以密封填充孔194。
密封件230设置成可在夹具222的侧壁236与电极228之间形成气密密封。另外，密封件230允许电极228轴向地运动穿过密封件230所形成的孔。
参见图11，下面将介绍通过使用系统220来用充气气体填充充气泵18的内部并密封充气泵18中的填充孔194的方法。下述步骤是示例性，不起限制作用。
在步骤250中，执行机构224使具有中空内部区域239的金属填充夹具222运动至靠在端盖190的表面206上，以得到第一密封区域。如图所示，内部区域239与填充孔194流体连通。
在步骤252中，高压气源232经由导管234和孔237并且还经由填充孔195来将充气气体泵入到外罩112的内部中。
在步骤254中，执行机构224使固定了密封件113的电极228朝向端盖190运动，将密封部分130压配到填充孔194的孔部分196中，以得到第二密封。
在步骤256中，执行机构224还使电极228和头部128朝向端盖190运动，以便使头部128运动至贴靠在与填充孔194的孔部分198邻近的外壁190上。
在步骤258中，电极228将焊接电流传送头部128中，以便将头部128焊接在端盖190的邻近孔部分198的外壁上，以便密封孔194。
参见图10，下面将介绍根据另一示例性实施例的用充气气体填充充气泵18的内部并用于密封充气泵18中的孔154的系统270。如图所示，系统270包括金属填充夹具272、执行机构224、焊接电流源226、电极228、密封件230、高压气源232、导管234和阀235。系统270与上述系统222的主要区别在于，采用金属填充夹具272来取代金属填充夹具222。
金属填充夹具272设置成可用充气气体来填充充气泵18。如图所示，夹具272包括侧壁274，其设置成可与端盖122的外表面169接触，以与端盖122形成接触密封。如图所示，夹具272包括位于侧壁274的端部278处的锥形密封尖端276，其围绕侧壁274的周边延伸。锥形密封尖端276构造成当夹具272朝向端盖122向下运动时与由外表面169和孔154形成的边缘相接触。侧壁274包括从中延伸穿过的孔275，导管234连接在该孔上。当阀235处于打开的操作位置时，导管234将加压气体从高压气源232经由孔275引入内部区域277中。内部区域277被定义为由侧壁274、密封件230和端盖122围起来的区域。在进入内部区域277之后，气体经由填充孔154流入外罩的内部。
采用系统270来密封和填充充气泵18的方法类似于采用系统220来密封和填充充气泵18的方法。主要的区别在于，系统270采用锥形密封尖端276来密封在由填充孔所形成的边缘上，而系统220采用尖锐的密封尖端238来获得围绕填充孔的贴靠在端盖上的金属-金属密封。
参见图12，图中显示了可用于充气泵18中的另一示例性启动器端盖(例如端盖305)。端盖305设置成可封闭罩壳部分114的第二端。端盖305包括壁307，其由钢、金属合金或其它导电材料构成，并构造成可密封在外罩112的端部121上。如图所示，壁307包括从中延伸穿过的填充孔309。填充孔309用于允许可燃气体以及惰性气体储存在外罩112中。
填充孔309具有直径增大的若干阶梯型孔部分，包括具有直径D5的孔部分311、具有直径D6且D6＞D5的孔部分313、倒角孔部分315、具有直径D7且D7＞D6的孔部分317，以及具有直径D8且D8＞D7的孔部分319。如图所示，内侧壁面321形成了孔部分311，内侧壁面323形成了孔部分313，内侧壁面325形成了孔部分315，内侧壁面327形成了孔部分317，内侧壁面330形成了孔部分319。孔部分311的直径D5略小于密封部分130的直径。因此，密封部分130的锥形部分131可压配在由表面311和313形成的边缘322上，以形成阻止可燃气体从外罩112中逸出的临时密封。孔部分313的直径D6略大于密封部分130的直径，以允许部分130可容易地滑动穿过孔部分313。锥形孔部分315设置成可将密封部分130引入到孔部分313中。如图所示，表面327和330形成了边缘332。头部113的锥形部分134被焊接在边缘332上，以形成孔309的永久性密封。
参见图13，在一个示例性实施例中，用于密封外罩112的填充孔的密封件可包括两个单独的部分，例如头部300和密封部分302。如图所示，密封部分302被压配于孔部分196中以形成第一临时密封，防止可燃气体逸出外罩112，从而防止在采用单独的焊接工艺来形成更永久的密封时无意中点燃可燃气体。在密封部分302设在孔部分196中之后，头部300被焊接在端盖192上，以便永久性地密封填充孔。应当注意到，头部300和密封部分302可用于密封本文中所公开的任何实施例中的填充孔。
该充气泵以及用于填充和密封充气泵的方法与已知的充气泵和方法相比具有较大的优点。该充气泵采用了具有密封部分和头部的密封件，它们在填充孔中分别形成了第一和第二密封。第一密封可防止可燃气体从充气泵中逸出。特别是，第一密封可防止可燃气体逸出外罩，并且可在头部被焊接在充气泵上以形成第二密封时防止可燃气体被无意中点燃。
尽管已经参考示例性实施例来介绍了本发明，然而本领域的技术人员可以理解，在不脱离本发明范围的前提下，可以进行各种变化以及用等效物来取代其部件。另外，可以进行多种修改，以便在不脱离其基本范围的前提下，使特定的条件和材料适应于本发明的教导。因此，本发明并不限于所公开的用来实施本发明的特定实施例，相反，本发明包括属于所附权利要求范围内的所有实施例。另外，用语第一、第二等并未指定任何顺序和重要性，而是用语第一、第二等用来区分开各个部件。另外，用语一个等并未限制数量，而是表明存在至少一个的所指项。

Claims (27)

1.一种可燃气体充气泵，包括：
外罩，其构造成可接受和储存处于压力下的可燃气体，所述外罩具有外壁，所述外壁包括外表面、内表面和从中延伸穿过的填充孔，所述填充孔具有第一孔部分和第二孔部分，所述第一孔部分邻近所述外表面，所述第二孔部分邻近所述内表面，其中所述第一孔部分大于所述第二孔部分；和
构造成可密封所述填充孔的密封件，所述密封件具有第一部分和第二部分，所述第一部分构造成与所述第二孔部分的一部分密封接合，所述第二部分构造成与所述第一孔部分的一部分密封接合，其中所述第一部分将可燃气体密封在所述外罩内，所述第二部分构造成可通过会产生火花的焊接工艺而焊接在所述外罩上。
2.根据权利要求1所述的充气泵，其特征在于，所述密封件的第一部分由不导电材料构成。
3.根据权利要求2所述的充气泵，其特征在于，所述密封件的第二部分由导电材料构成。
4.根据权利要求3所述的充气泵，其特征在于，所述外罩由导电材料构成。
5.根据权利要求1所述的充气泵，其特征在于，所述外罩和所述密封件的第二部分由相同类型的导电材料构成。
6.根据权利要求1所述的充气泵，其特征在于，所述密封件的第二部分焊接在所述外罩上以形成焊接密封，其中所述密封件可防止在形成所述焊接密封时使可燃气体从所述外罩中逸出。
7.根据权利要求1所述的充气泵，其特征在于，所述第一部分的直径大于所述第二孔部分的直径。
8.根据权利要求1所述的充气泵，其特征在于，所述密封件的第二部分构造成可容纳焊接电极。
9.根据权利要求1所述的充气泵，其特征在于，所述第二部分沿着轴线延伸，所述第二部分还包括离开所述轴线向外变小的锥形部分，所述外罩具有形成了所述第一孔部分的第一表面，所述锥形部分与由所述第一表面和所述外壁的外表面所形成的边缘接触。
10.根据权利要求1所述的充气泵，其特征在于，所述焊接工艺包括电阻焊工艺。
11.根据权利要求1所述的充气泵，其特征在于，所述外罩还包括端盖和延伸穿过所述端盖的填充孔，其中所述密封件的第一部分由不导电材料构成，所述密封件的第二部分由导电材料构成，所述焊接工艺包括电阻焊工艺。
12.一种可燃气体充气泵，包括：
外罩，其构造成可接受和储存可燃气体，所述外罩具有外壁，所述外壁具有外表面、内表面和从中延伸穿过的填充孔，所述填充孔具有第一孔部分、第二孔部分和第三孔部分，所述第一孔部分邻近所述外表面，所述第二孔部分邻近所述内表面，所述第三孔部分设在所述第一和第二孔部分之间，其中所述第一孔部分大于所述第二孔部分和所述第三孔部分，所述第三孔部分大于所述第二孔部分；和
构造成可密封所述填充孔的密封件，所述密封件具有第一部分和第二部分，所述第一部分构造成与所述第二孔部分的一部分密封接合，所述第二部分构造成与所述第三孔部分的一部分密封接合，其中所述第一部分将可燃气体密封在所述外罩内，所述第二部分构造成可通过会产生火花的焊接工艺而焊接在所述外罩上。
13.根据权利要求12所述的充气泵，其特征在于，所述第二部分沿着轴线延伸，所述第二部分包括离开所述轴线向外变小的锥形部分，所述外罩具有形成了所述第一孔部分的第一表面和形成了所述第三孔部分的第二表面，所述锥形部分构造成可与由所述第一表面和第二表面所形成的边缘密封接合。
14.一种用于密封充气泵的方法，所述充气泵具有外罩，其构造成可接受和储存可燃气体，所述外罩具有外壁，所述外壁具有外表面、内表面和从中延伸穿过的填充孔，所述填充孔包括邻近所述外表面的第一孔部分和邻近所述内表面的第二孔部分，其中所述第一孔部分大于所述第二孔部分，所述方法包括：
将密封件的第一部分插入到所述填充孔的第二孔部分中并在这两者之间形成压配式密封，所述第一部分在可燃气体已被储存在所述外罩中之后插入，其中所述压配式密封可防止可燃气体从所述外罩中逸出；和
通过会产生火花的焊接工艺将所述密封件的第二部分焊接在所述外罩的外壁上，其中在所述第二部分与所述外壁之间形成永久性密封。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述压配式密封通过将直径比所述第二孔部分更大的所述第一孔部分压配到所述第二孔部分中来形成。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过与所述第二部分接触的电极使所述第二部分运动至贴靠在邻近所述第一孔部分的所述外罩上；和
施加电流通过所述电极和第二部分，以便将所述第二部分焊接在所述外罩上。
17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述密封件的第一部分由不导电材料构成。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述密封件的第二部分由导电材料构成。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述外罩由导电材料构成。
20.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述密封件的第二部分构造成可容纳焊接电极。
21.一种用于密封充气泵的方法，所述充气泵具有外罩，其构造成可接受和储存可燃气体，所述外罩具有外壁，所述外壁具有外表面、内表面和从中延伸穿过的填充孔，所述填充孔具有邻近所述外表面的第一孔部分和邻近所述内表面的第二孔部分，以及设在所述第一和第二孔部分之间的第三孔部分，其中所述第一孔部分大于所述第二孔部分和所述第三孔部分，所述第三孔部分大于所述第二孔部分，所述方法包括：
在可燃气体已被储存在所述外罩中之后，将所述密封件的第一部分插入到所述填充孔的第二孔部分中，其中所述第一部分可防止可燃气体从所述外罩中逸出；和
将所述密封件的第二部分焊接在邻近所述第三孔部分处的所述外壁上，其中在所述第二部分与所述外壁之间形成永久性密封。
22.一种用可燃气体填充充气泵并密封所述充气泵的方法，所述充气泵具有外罩，其构造成可储存可燃气体，所述外罩具有外壁，所述外壁具有外表面、内表面和从中延伸穿过的填充孔，所述填充孔具有邻近所述外表面的第一孔部分和邻近所述内表面的第二孔部分，其中所述第一孔部分大于所述第二孔部分，所述方法包括：
将所述充气泵设在气密容器中；
将可燃气体泵入所述气密容器中，以便经由所述填充孔将可燃气体压入所述充气泵的内部；
将所述密封件的第一部分插入到所述填充孔的第二孔部分中，其中所述第一部分可防止可燃气体从所述外罩中逸出；和
将所述密封件的第二部分焊接在所述外罩的外表面上，其中在所述第二部分与所述外表面之间形成永久性密封。
23.一种用可燃气体填充充气泵并密封所述充气泵的方法，所述充气泵具有外罩，其构造成可接受和储存可燃气体，所述外罩具有外壁，所述外壁具有外表面、内表面和从中延伸穿过的填充孔，所述填充孔具有邻近所述外表面的第一孔部分和邻近所述内表面的第二孔部分，以及设在所述第一和第二孔部分之间的第三孔部分，其中所述第一孔部分大于所述第二孔部分和所述第三孔部分，所述第三孔部分大于所述第二孔部分，所述方法包括：
将所述充气泵设在气密容器中；
将可燃气体泵入所述气密容器中，以便经由所述填充孔将可燃气体压入所述充气泵的内部；
将所述密封件的第一部分插入到所述填充孔的第二孔部分中，其中所述第一部分可防止可燃气体从所述外罩中逸出；和
将所述密封件的第二部分焊接在邻近所述第三孔部分的外壁上，其中在所述第二部分与所述外壁之间形成永久性密封。
24.一种用可燃气体填充充气泵并密封所述充气泵的方法，所述充气泵具有外罩，其构造成可储存可燃气体，所述外罩具有外壁，所述外壁具有外表面、内表面和从中延伸穿过的填充孔，所述填充孔具有邻近所述外表面的第一孔部分和邻近所述内表面的第二孔部分，其中所述第一孔部分大于所述第二孔部分，所述方法包括：
将具有中空内部区域的金属夹具移动至贴靠在所述外壁的外表面上以获得第一密封区域，所述中空内部区域与所述填充孔流体连通；
经由延伸穿过所述金属夹具的第一孔和经由所述填充孔将可燃气体泵入到所述外罩的内部；
将所述密封件的第一部分插入到所述填充孔的第二孔部分中，其中所述第一部分可防止可燃气体从所述外罩中逸出；和
将所述密封件的第二部分焊接在所述外罩的外表面上，其中在所述第二部分与所述外表面之间形成永久性密封。
25.一种用可燃气体填充充气泵并密封所述充气泵的方法，所述充气泵具有外罩，其构造成可接受和储存可燃气体，所述外罩具有外壁，所述外壁具有外表面、内表面和从中延伸穿过的填充孔，所述填充孔具有邻近所述外表面的第一孔部分和邻近所述内表面的第二孔部分，以及设在所述第一和第二孔部分之间的第三孔部分，其中所述第一孔部分大于所述第二孔部分和所述第三孔部分，所述第三孔部分大于所述第二孔部分，所述方法包括：
将具有中空内部区域的金属夹具移动至贴靠在所述外壁的外表面上以获得第一密封区域，所述中空内部区域与所述填充孔流体连通；
经由延伸穿过所述金属夹具的第一孔和经由所述填充孔将可燃气体泵入到所述外罩的内部；
将所述密封件的第一部分插入到所述填充孔的第二孔部分中，其中所述第一部分可防止可燃气体从所述外罩中逸出；和
将所述密封件的第二部分焊接在邻近所述第三孔部分的所述外壁上，其中在所述第二部分与所述外壁之间形成永久性密封。
26.一种可燃气体充气泵，包括：
外罩，其构造成可接受和储存可燃气体，所述外罩具有外壁，所述外壁具有外表面、内表面和从中延伸穿过的填充孔，所述填充孔具有邻近所述外表面的第一孔部分和邻近所述内表面的第二孔部分，其中所述第一孔部分大于所述第二孔部分；
第一部分，其构造成可被压配到所述第二孔部分中以获得第一密封，其中所述第一密封可防止可燃气体从所述外罩中逸出；和
第二部分，其构造成可焊接在邻近所述第一孔部分的所述外壁上以获得第二密封，其中所述第二密封是永久性密封。
27.一种可燃气体充气泵，包括：
外罩，其构造成可接受和储存可燃气体，所述外罩具有外壁，所述外壁具有外表面、内表面和从中延伸穿过的填充孔，所述填充孔具有邻近所述外表面的第一孔部分和邻近所述内表面的第二孔部分，以及设在所述第一和第二孔部分之间的第三孔部分，其中所述第一孔部分大于所述第二孔部分和所述第三孔部分，所述第三孔部分大于所述第二孔部分；
第一部分，其构造成可被压配到所述第二孔部分中以获得第一密封，其中所述第一密封可防止可燃气体从所述外罩中逸出；和
第二部分，其构造成可焊接在邻近所述第三孔部分的所述外壁上以获得第二密封，其中所述第二密封是永久性密封。
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