CN101815637A

CN101815637A - 圆盘形状的气体发生器

Info

Publication number: CN101815637A
Application number: CN200880109814A
Authority: CN
Inventors: 塞巴斯蒂安·科尔内克; 埃尔旺·罗纳; 尼古拉·迪布瓦; 朱利安·佩雷翁
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2007-10-03
Filing date: 2008-10-02
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2028-10-02
Also published as: WO2009043904A3; EP2195206B1; CN101815637B; ATE514598T1; FR2922007A1; WO2009043904A2; EP2195206A2

Abstract

本发明涉及一种磁盘形状的发生器(1)，其包括燃烧室(C)，燃烧室中存在与烟火装料(8)相关联的点火器(6)；以及扩散室(D)；该发生器包括盒体(2)，该盒体具有基底(20)和侧壁(21)，其顶部(22)开口；盖体(4)，具有基底(40)和侧壁(41)，该侧壁设置有至少一个孔口(44)，其基底开口，该盖体(4)通过其侧壁(41)固定至侧壁(21)。该发明特征在于它包括固定至该盒体(2)的隔板，密封其顶部(22)，而没有朝向盒体(2)的内部或者超过其外围的延伸，该隔板(3)由至少一个孔口(31)穿透。

Description

圆盘形状的气体发生器

技术领域

本发明涉及为汽车安全而设计的烟火气体发生器，该发生器是圆盘或近似圆盘形状。

后一种表述意味着一种其最大直径大于其纵向尺寸的发生器。换句话说，这是一种比长更宽且具有磁盘形状的发生器的例子。

出于纯粹的指示性目的，这种发生器的直径大约60mm，而其纵向尺寸大约40mm。

背景技术

许多现有文献件都涉及这种发生器。

其中，文献US-A-6 966 578涉及一种气体发生器，包括燃烧室和扩散室，燃烧室中存在与至少一个烟火装料相关联的点火器，所述扩散室接收由所述装料产生的气体并将其传送至外部。

它包括一盒体，该盒体由基底和侧旋转壁组成，盒体顶部开口，以及一盖体，该盖体由基底和设置了至少一个孔口的侧旋转壁形成，盖体底部开口，该盖体通过其侧壁密封固定至所述盒体的侧壁。

环形隔板包括轴向导管和横向周边裙，与盒体的基底和侧壁有关。该隔板利用盒体界定出一环形燃烧室，点火器存在于其中。

这种点火器的结构复杂，这主要是由于特定的隔板形状。另外，制造这种隔板必然影响整体的成本价格。

虽然它不具有圆饼形状，但文献US-A-5 924 727中描述的发生器包括位于燃烧室“上方”的扩散室，如在圆饼状发生器中的。

这种发生器由椭圆形横截面的细长管形成，其曲壁区域设置有形成喷嘴的开口。界定出扩散室的片附接于该区域。

同样地，所述发生器的结构复杂，因此其成本价格高。

US-A-4 578 247中描述了一种发生器，包括盒体、盖体及强力安装在盒体中的隔板。这种装配方法不能保证正确的密封。另外，当发生器在运行时，由于燃烧室中的压强升高而产生的力量直接沿相反方向作用于该安装上，这降低了隔板抗压强的阻力。

US-2001/048218在附图4(A)和(B)的实施方式中描述了一种发生器，亦包括盒体、盖体和隔板。该装配方法仅作了部分描述。然而，看起来隔板被密封地固定在盖体内部。

在US-A-5 844 164中，描述了一种类似于前述结构的结构，其中盒体、隔板和盖体通过单一卷边操作装配在一起。当发生器在工作的同时，这种装配因而必须经得起全部机械力。另外，为了避免外部湿气污染烟火装料，它必须进行双重密封(首先在盒体与隔板之间，其次在隔板与盖体之间)。

所有这些结构具有共同点：复杂和/或使用具有缺点的装配。

发明内容

本发明打算通过提出一种圆饼类型、小尺寸、结构简单、容易制造、能完全安全地使用、降低的成本价格并使其能产生必需的、渐增的安全气袋充气气体的发生器来解决这些问题。

本发明因此涉及为汽车安全而设计的烟火气体发生器，其具有圆饼或近似圆饼形状，即其最大直径大于其纵向尺寸，并且其包括至少一个燃烧室，燃烧室中存在一个与至少一个烟火装料相关联的点火器；以及扩散室，接收由所述装料产生的气体并将其传输至外部，该发生器包括：

-盒体，包括基底和旋转侧壁，所述盒体的顶部开口；

-盖体，包括基底和设置有至少一个孔口的旋转侧壁，其基底开口，该盖体通过其侧壁密封固定至所述盒体的侧壁上。

其特征在于：它亦包括隔板，该隔板密封固定至该盒体的顶部边缘并密封其顶部，没有朝向盒体内部或超过其外围的延伸或凸出，该隔板由形成喷嘴的至少一个孔口穿透，在盖体和隔板之间不固定，

盒体和隔板界定出所述燃烧室，而隔板和盖体界定出所述扩散室，形成于所述盖体的侧壁中的所述孔口形成用于将所述气体朝外部排出的开口。

所述隔板因而具有极其简单的形状，从而非常易于以降低的成本价格进行制造。

根据其它优点和非限制性特征：

-所述盒体与所述隔板通过摩擦焊接的方式彼此固定；

-所述盒体的底部是凸起的，它的凸起面直接朝外；

-所述盖体的侧壁通过正朝外的轴环(collar)继续延伸，该轴环平行于或实质平行于其底部延伸；

-发生器包括单个燃烧室，所述点火器中心位于其纵向中心轴，并且所述隔板在其面对所述点火器的中心部分中是凸起的，它的凸起面朝向所述扩散室凸起，一系列形成喷嘴的孔口围绕因而形成的圆延伸；

-所述形成喷嘴的孔口通过布置在与所述扩散室同侧的封印封闭，封印在所述燃烧室中一达到预定压强值就破裂；

-它同样包括中继烟火装料，布置于接近所述点火器，帽体覆盖所述中继装料和点火器(initiator)，该帽体包括至少一个孔口，用于与所述燃烧室相通；

-所述中继装料装在超过某一压强时就破裂的盒体中，例如该盒体以金属薄膜的形式制成；

它具有下列特征组合：

-所述盒体-称作第一盒体-包围同轴放置的第二盒体；

-第二盒体与所述隔板一起界定出主燃烧室；

-第一及第二盒体与所述隔板一起界定出第二环形室；

-第二盒体的侧壁包括至少一个形成喷嘴的孔口，用于使所述主燃烧室与第二室相通；

-所述点火器位于所述主燃烧室中；

-所述隔板在其中具有多个形成喷嘴的孔口，至少其中之一使所述主燃烧室与扩散室相通，而至少一个其它孔口使第二室与扩散室相通；

-所述第二盒体亦通过摩擦焊接的方式固定至所述隔板；

-所述第二室是一至少包围烟火装料的燃烧室；

-所述侧壁及隔板的形成喷嘴的孔口被封印封闭，在压强低于所述侧壁中的孔口的压强的作用下，用于所述隔板的孔口的封印破裂；

所述第二室构成用于在压强下储存气体的室。

附图说明

本发明的其它特征和优点将从阅读下列某些优选实施方式的描述中显露出来。该描述将通过参照附图给出，其中：

-图1是根据本发明第一种实施方式的发生器的中央纵向横截面平面图；

-图2是第二种实施方式的发生器的类似于图1的视图；

-图3是另一种实施方式的发生器的类似于图1的视图，这更具体地目的在于对配备车辆驾驶位的前安全垫充气。

-图3A是图3中发生器的一部分的横截面的详图；

-图4是图3中发生器的变体的视图，尤其目的在于对配置在车辆的前乘客席的前安全垫充气；

-图5至7是图3中发生器的视图，意在说明在已触发其点火器之后释放气体的过程。

具体实施方式

图1中发生器具有对称纵轴X-X’。

它实质包括盒体2、隔板3和盖体4，其均由金属制成。

盒体2包括底部20，该底部关于前述轴大体横向延伸。它略微凸起，其凸起面朝外。这种形状的优势后面将在描述中进行解释。

该底部一体连接至侧壁21，中心为轴X-X′。该壁的上部，标记为23，其直径略小于剩余部分的直径。

该盒体的顶部，标记为22，是开口的。

底部20具有有着圆形轮廓的轴向开口200，电子烟火点火器6的支座5部分接合于其中。这些元件，其结构本质上是已知的，将不再进一步描述。

根据一种变体实施方式，点火器是径向的，也就是说点火器的热气与颗粒被垂直其轴投射。在文献FR 2877082中描述了这种类型的点火器。

该支座例如通过激光焊接或电阻焊接固定至基底20。

在另一未示出的变体中，点火器可直接插入铸造在基底20上。这种变体使得可以减少元件数目。

支座5及点火器6的总高度使得后者的顶部相对于盒体2的顶部22略微凹陷。

在后者中，围绕着支座5，提供了用于固定烟火装料8的材料9。颗粒形式的装料，例如推进剂，在此是个问题。在未示出的实施方式中，它可能是一种单片式块状形式的装料例子。

通过盒体的顶部22，存在强力接合于后者中的格栅(grille)7。它在其中心开口，以允许点火器的顶部通过。

术语“格栅”表示一穿孔结构元件，其中在燃烧期间，网孔足以允许气体通过但能保留组成烟火装料8的颗粒部分。

隔板3固定至盒体2，除了其中心部分之外，隔板3是平面的且平行于基底20延伸。

它既没有向外延伸也没有向盒体2的内部突出，对于其外围来说这是正当。换句话说，如上所见，它有圆形轮廓并且它的直径等于盒体的外径。

优选该盒体与隔板通过摩擦焊接装配，这解释了焊珠缘(bead)24的存在，焊珠缘24表示侧壁21的顶部边缘。

如上所指出，除了其凸起的中心部分之外，隔板3是平面的，因而所形成的圆顶30具有反向于盒体2的凸起面。

圆顶因而反向于点火器6延伸。

隔板3在其中具有一系列形成喷嘴的孔口31。

在这里描绘的实施方式中，所述孔口围绕圆顶30沿隔板的平面部分延伸。它们优选按照规则的方式有角度地分布。无论如何，在点火器对面不存在孔口30。

这些孔口可以均为相同直径的或者为不同直径的。通过选择不同直径，获得分级喷嘴(staged nozzle)。所述喷嘴接着根据燃烧室中的工作压强打开。压强越高，打开的喷嘴数目越大。

虽然在图1中不可见，但是封印固定至隔板，覆盖圆顶30和包围着它的孔口31。优选封印是单片式的例子，其外围径向分割以构成“花瓣”，每个花瓣均覆盖孔口31。

最后，本发生器包括盖体4，所述盖体4由基底40和侧壁41组成。

基底40是平面的且垂直于轴X-X′延伸，而中心在上述轴上的侧壁41垂直于基底延伸。该壁41以近似于平面且平行于基底40的外围轴环43的形式延续，基底该轴环用于将发生器固定至支座。

选择盖体的直径，以便允许其通过其外壁41固定至盒体2的侧壁21，并且这是密封的。然而，隔板3和盖体4之间不存在连接。

这里盖体4被压褶至盒体2的顶部，这导致存在不均匀的凹槽42。

侧壁41包括一系列形成排出口的孔口44。它们规则地分布。

如现有技术所熟知，在盖体4内部，设置环形过滤材料45，相对着孔口44布置，能凝集及保留任意不良粒子并冷却气体。

为了改善过滤，可向底部40增加形成导向装置的圆形壁。该壁垂直于底部并被放置在过滤材料的上游。该壁的高度小于过滤材料的高度。

通过将过滤装置放在燃烧室外部，本申请人已经发现这允许整体体积降低。并且这种降低使得可以减少点火器的装料。

盒体2与隔板3界定出燃烧室C，而隔板3与盖体4界定出扩散室D。

这种发生器的功能如下所示。

点火电流经由点火器6所配备的管脚(pin)传送至点火器6。

这使得烟火装料8开始燃烧，由此产生气体并使得室C中的压强升高。

这样在盒体2上产生许多力量，随之盒体可能会有变形的倾向。如上面所指出的，通过使基底20略凸起来防止这种现象。

压强一达到预定值，封闭形成喷嘴的孔口31的封印就破裂(yield)，以便先前产生的气体冲入其中、侵入扩散室D、通过材料45过滤、并通过开口44从发生器1逸出以便给气袋充气，未示出。

由于其紧凑性，因此该发生器具体地很适用于给配备车辆驾驶位的安全气袋充气。

由于点火器的瓦解(disintegration)而产生的并且从燃烧室C中逸出的任意粒子将由隔板3的圆顶3保留起来。

形成喷嘴31的孔口在数目上例如是6或8。

这使得可以确保室D中的气流的均匀分布，并在其充气期间减少气袋上的压力。另外，由于这些孔口都未面对点火器设置，因而确保不会太快出现开封。

此外，由于由每个从扩散洞44中选出的射流产生的推力被成对抵消，因此这样的发生器具有中性推力(neutral thrust)特征。

图2的发生器具有许多与前述发生器一样的共同点。

因而将在下面仅描述相区别的特征。

该发生器1包括中继烟火装料60，接近点火器6设置。更确切地说，它包围并覆盖点火器的帽。

装料装在盒体61中，该盒体能在超过某一压强时破裂。例如，它以金属薄膜的形式制成。

点火器/中继装料组件由圆柱形金属帽62覆盖，该金属帽的开口底部固定至点火器的底部。

该帽62包括至少一个孔口63，用于与燃烧室相通。在本文描述的实施方式中，它是一种几个沿该帽的纵壁按照规则方式分布的径向孔口。

该帽62的顶部穿过格栅7的中心开口，在格栅之下有材料9延伸，用于固定包含在室C中的烟火装料8。

此外，隔板3是平面的，并设置有形成喷嘴的孔口31，从上面看出，喷嘴组成一个中心位于轴X-X′上的圆。这个概念性的圆的直径大于该帽的直径。换句话说，没有孔口31对着该帽60。

这个发生器的功能如下所示。

点火电流经由点火器6所配备的管脚传送至点火器6。

释放的气体和粒子施压在盒体61上并使帽60中的压强升高，以便压强增大。盒体61随之破裂，由此中继装料60燃烧。产生的热气通过孔口63逸出并进入燃烧室C，在其中它们使得装料8燃烧。

虽然未在附图中示出，但是孔口31由封印封闭，封印在超过某一压强时破裂。

因此，由于室C中获得了充足的压强，因此封印破裂且气体冲入扩散室D中、通过材料45过滤、并通过开口44从发生器1漏出。

图3中示出的发生器具有近似相同于图1中的结构。

在这些条件下，同样的元件将不再进行描述。

通过下列事实可知这种发生器是杰出的：盒体2(为了方便称为“第一盒体”)包围第二盒体2′，两盒体同轴设置。

该第二盒体2′具有近似相同于前述盒体的形状。它的基底，标记为20′，包括点火器支座6。

它同样通过其侧壁21’的自由端固定至隔板3′。该区域中的焊珠缘23’表示由此获得的连接(摩擦焊接)。

两个格栅7，一个是圆形，另一个是环形，接合于盒体2及2′的开口22和22′中。中心格栅具有轴向开口70，用于点火器6的顶部通过。

在第二盒体的侧壁21′中，形成了形成喷嘴24′的孔口，喷嘴24′通过封印25′封闭，该封印能在某一压强下破裂。

不像前述壁，壁3是平面的。

壁3具有形成喷嘴的小孔口310以及一系列亦形成喷嘴的辅助孔口31，其中小孔口布置在壁3的中心，位于点火器6对面，辅助孔口31呈圆形分布并垂直地布置成与第一盒体2相符合。

如图3A所示，每个孔口31通过封印32封闭。这亦适用于孔口310，虽然这并未示出。

密封32配置成当压强低于使封印25′破裂所必需的压强时破裂。

第二盒体2′与隔板3一起界定出主燃烧室C，而第一及第二盒体2和2’与所述隔板3一起界定出第二环形室C’。

固定材料9在所述存在于室C和C′中的两个烟火装料8上方延伸。

图4中的发生器具有与刚刚已描述的发生器相同的结构。区别之处仅在于图4中的发生器的纵向尺寸(沿轴X-X′)大于图3中发生器。通过指示，该尺寸大约60mm，而前述发生器的尺寸大约40mm(两者直径相同，大约70mm)。

由于其较大的内部容积，该发生器尤其适用于装备位于对着由车辆乘客占据的座位的安全气垫。至于图3中的发生器，这非常适合于装备驾驶位。

现在参照图5和7来解释图3的发生器的功能。然而，图4中的发生器按照相同方式工作。

点火电流经由点火器6所配备的管脚传送至点火器6。

这使得包含于室C中的烟火装料8开始燃烧，由此产生气体并使得室C中的压强升高。

一达到预定压强，封闭形成喷嘴的中心孔口310的封印就破裂，并且气体冲入其中。它们在扩散室D中过滤并通过开口44选出。这是图4中说明的情况。

然而，孔口310的横截面对于室3中产生的所有气体是不足以能在其前进时从中逸出的，其中的压强渐渐升高，直到压强达到使封闭孔口24′的封印25′破裂时的压强。

这些径向喷嘴允许热气自由通过，所述热气冲入室C′中并使其中包含的烟火装料8点火。

这是图6中的位置。

再一次，室C′中的压强升高，使得孔口31的封印32依次破裂。

通过存在于室C’中的装料8燃烧所产生的气体进入扩散室D，与来自室C的那些气体混合并通过开口44从发生器漏出。这是图7中的情况。

从而实现对与发生器相关联的气袋逐渐充气。

这种结构可容易地适用于立体/立体类型的混合发生器。

所有构成它的压件或锻件是简单的。

第二盒体2′由通过铸造获得并通过加工重做的片组成。它的成本价格被降低。

另外，在两个盒体2及2’上的隔板3的摩擦焊接没有造成任何特定问题。

在图3的实施方式中，封印25′用于将室C和C′彼此隔离。在未示出的变体实施方式中，可省略这种封印并将包含在室C中的装料打包在密封箱中，其在某一压强时破裂。

亦可利用中继或烟火延迟。

可以设想减小构成盒体2及2′的壁的厚度。这是由于盒体2′用作一‘加固支柱(stiffening pillar)’，防止在内部压强的作用下该装备变形。

“第一级”(室C及其装料8)用于点火“第二级”(室C′及其装料8)的事实使得可以使用不太重的烟火链。这是由于它不必使用中继装料：单个点火器足够。

存在于该两个燃烧室中的烟火装料可由不同性质和/或形式的推进剂组成。

Claims

1.一种为汽车安全而设计的烟火气体发生器(1)，所述发生器具有磁盘或近似磁盘的形状，即，其最大直径大于其纵向尺寸，并且其包括至少一个燃烧室(C)，所述燃烧室中存在一个与至少一个烟火装料(8)相关联的点火器(6)；以及扩散室(D)，所述扩散室接收由所述装料(8)产生的气体并将其传输至外部，该发生器包括：

-盒体(2)，所述盒体包括基底(20)和旋转侧壁(21)，其顶部(22)开口；

-盖体(4)，所述盖体包括基底(40)和旋转侧壁(41)，侧旋转壁上设置有至少一个孔口(44)，所述基底开口，该盖体(4)通过其侧壁(41)紧紧固定至所述盒体(2)的侧壁(21)，

其特征在于：所述发生器亦包括隔板(3)，该隔板密封固定至所述盒体(2)的顶部边缘并密封所述盒体的顶部(22)，而没有朝向盒体(2)的内部或者超过其外围的延伸或凸出；所述隔板(3)由至少一个形成喷嘴的孔口(31)穿透，所述盖体与所述隔板之间不固定，

所述盒体(2)和所述隔板(3)界定出所述燃烧室(C)，而所述隔板(3)和所述盖体(4)界定出所述扩散室(D)，形成于所述盖体(4)的侧壁(41)中的所述孔口(44)形成用于向外排出所述气体的开口。

2.根据权利要求1所述的发生器，其特征在于，所述盒体(2)和所述隔板(3)通过摩擦焊接的方式彼此固定。

3.根据上述权利要求中任一项所述的发生器，其特征在于，所述盒体(2)的基底(20)是凸起的，其中的凸起侧面朝外。

4.根据上述权利要求中任一项所述的发生器，其特征在于，所述盖体(4)的侧壁(41)以向外的轴环(43)继续延伸，所述轴环平行于或大体平行于所述盖体的基底(40)延伸。

5.根据上述权利要求中任一项所述的发生器，其包括单个燃烧室(C)，所述点火器(6)中心位于纵向中心轴(X-X′)上，其特征在于，所述隔板(3)在其横跨所述点火器的中心部分是凸起的，该凸起侧朝向所述扩散室(D)，并且所述隔板包括一系列形成喷嘴的孔口(31)，所述孔口围绕所形成的圆顶(30)延伸。

6.根据上述权利要求中任一项所述的发生器，其特征在于，形成喷嘴的所述孔口(31)由布置在所述扩散室(D)侧上的封印(32)封闭，该封印在所述燃烧室(C)一达到预定压强值就解除。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的发生器，其特征在于，所述发生器还包括布置在所述点火器(6)的附近的烟火装料中继(60)；帽体(62)，所述帽体覆盖所述装料中继(60)和点火器(6)，该帽体包括至少一个与所述燃烧室(C)相通的流通孔口(63)。

8.根据上述权利要求任一项所述的发生器，其特征在于，所述装料中继装在盒体(61)中，所属盒体(61)例如以金属薄膜形式实现，超过某一压强时所述盒体释放。

9.根据上述权利要求中任一项所述的发生器，其特征在于，

-称为第一盒体的所述盒体(2)包围同轴布置的第二盒体(2′)；

-所述第二盒体(2′)与所述隔板(3)一起界定出主燃烧室(C)；

-所述第一盒体(2)和第二盒体(2′)与所述隔板(3)一起界定出环状的第二室(C′)；

-所述第二盒体(2′)的侧壁(21′)包括至少一个形成喷嘴的孔口(24′)，用于使所述主燃烧室(C)与所述第二室(C′)相通；

-所述点火器(6)位于所述主燃烧室(C)中；

-所述隔板(3)由多个形成喷嘴的孔口(31)穿透，其中至少一个孔口使所述主燃烧室(C)与所述扩散室(D)相通，同时至少另一个孔口使所述第二室(C′)与所述扩散室(D)相通。

10.根据权利要求2和9所述的发生器，其特征在于，所述第二盒体(2′)也通过摩擦焊接的方式固定至所述隔板(3)。

11.根据权利要求9或10所述的发生器，其特征在于，所述第二室(C′)是包围至少一个烟火装料(8)的燃烧室。

12.根据上述权利要求任一项所述的发生器，其特征在于，所述侧壁(21′)和隔板(3)的形成喷嘴的孔口(24’；31)由封印(25′；32)封闭，在小于所述侧壁(21’)的孔口(24’)的所需压强的作用下，那些用于所述隔板(3)的孔口(31)的封印释放。

13.根据权利要求9或10所述的发生器，其特征在于，所述第二室(C′)构成压缩气体储存室。