CN101990506B - 用于机动车的安全装置的气体发生器 - Google Patents

Abstract

本发明的发生器包括管状外壳(1)，所述管状外壳(1)由底(10)密封，并具有被排放孔(100)贯穿的壁，该发生器包括：通过压接保持在管状外壳(1)中的转接套管(3)；烟火引燃器(2)；覆盖着排放孔(100)的管状过滤器(7)；填在转接套管(3)和底(10)之间的烟火装药(6)；用于固定所述装药的构件，包括在底侧的横向分隔件和在开口侧的被推向底(10)的开放式工作的洗涤器(4)；密封件(8)，能够在所述装药燃烧的过程中破裂，之后使气体通过过滤器(7)和排放孔(100)从外壳(1)中逸出；并且当密封件(8，90)失效后，由所述开放式工作的洗涤器(4)和所述底(10)在轴向上划定烟火装药(6)占据的空间。本发明还涉及用于汽车的安全设备，特别是用于给可充气的安全囊充气的安全设备。

Description

用于机动车的安全装置的气体发生器

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的安全装置的气体发生器，例如用于给一个可充气的保护囊充气的气体发生器。

背景技术

本发明的目的是提供一种结合了以下优点的发生器：

-高性能；

-工作可靠，尤其是在对燃烧的控制方面；

-紧凑；

-轻巧；

-低成本；

-制造容易。

文献AT-0069441和EP-1329365已经公开了用于机动车的安全装置中的气体发生器。但是它们并未满足上述标准。

发明内容

本发明涉及一种用于机动车的安全装置的气体发生器，包括：

-管状外壳，其一端是开放的，另一端由底封闭，该外壳的环周的壁位于所述底附近的部分被排放孔贯穿；

-转接套管，容纳在所述管状外壳的开放端部中并通过压接轴向保持在所述管状外壳中；

-烟火引燃器，轴向安装在所述转接套管内部并固定地保持在其中；

-管状过滤器，位于所述外壳的封闭端部内，以覆盖所述排放孔；

-烟火装药，由块状单元(bulk elements)组成，容纳在所述管状外壳内部所述转接套管和所述底之间。

该发生器的特征在于，它包括：

-用于沿轴向限制并固定所述组成烟火装药的块状单元的构件，这些构件包括在底侧的横向分隔件和在开口侧的被推向所述底的开放式工作的(open-worked)洗涤器，以固定所述烟火装药；

-置入所述烟火装药和所述排放孔之间的密封件，其能够在烟火装药燃烧时破裂，之后使由烟火装药燃烧产生的气体能够通过所述过滤器的壁和所述排放孔从所述外壳中逸出，

该发生器的特征还在于，当所述密封件破裂之后，由所述开放式工作的洗涤器和所述底在轴向上划定所述烟火装药占据的空间。

根据本发明的其它可能的优点但非限定性的特点如下，可单独或结合采用：

-在密封件破裂之后，至少一部分的烟火装药位于所述管状过滤器内部空间之内；

-在密封件破裂之前，所述烟火装药至少部分容纳在所述过滤器内部，所述外壳实际的底在这一侧保证对烟火装药的限制和固定；

-所述密封件主要为小厚度的片或膜，卷成筒状，共轴地置于过滤器外侧、外壳内侧，同时从内侧覆盖住所述排放孔；

-在密封件破裂之前，所述烟火装药容纳在薄壁的管状盒中，将所述管状盒共轴地装进所述管状外壳的中心区域、过滤器外，该盒在洗涤器的一侧是开放的，在底侧是封闭的。

-所述洗涤器穿进并且可滑到所述管状盒内部；

-所述管状盒的底侧由分隔件封闭，所述分隔件在这一侧保证对烟火装药的限制和固定，也起到密封件的作用；

-所述烟火装药由推进剂药片组成；

-所述洗涤器受弹簧的推压，所述弹簧有向所述外壳的底推回所述洗涤器的趋势；

-所述洗涤器是由可变形且可压缩的材料制成的套管，洗涤器的压缩作用于所述烟火装药以将其固定；

-所述过滤器在其朝向所述外壳的开口的一部分轴向长度上具有加宽的部分。

通过阅读以下对本发明的两个优选实施方案的说明可以了解本发明其它的特征和优点

附图说明

参考附图进行以下的说明，其中：

-图1示出了根据本发明的一个气体发生器的轴向剖面图；

-图2与图1相似，示出了一个替换的发生器。

具体实施方式

图1所示的气体发生器包括具有轴X-X’的圆筒形管状外壳1，其一端1A(图左)是开放的，具有开口11；另一端1B是封闭的，由横向放置(即垂直于轴X-X’)的平底10密封。

所述外壳的环周的壁位于底10附近的部分被多个排放孔100贯穿，所述多个排放孔100径向地穿透外壳1的壁。

该发生器包括具有连接销钉20、21的通用型烟火引燃器2；它轴向地位于外壳1的开口11中。

更具体地，烟火引燃器2安装在中间部件3的内部，该中间部件3被称为“转接套管”。

所述转接套管的内部轮廓孔径与引燃器2的轮廓配合；该孔径在外壳1的“开口”侧(图左)具有圆台肩(frusto-conical shoulder)，该圆台肩抵住一坡面，并且具有与引燃器2的主体配合的形状，插入一环状的密封垫31使其紧夹在彼此挤压的两个面之间。在相反侧(图右)，停止衬套30将引燃器2沿轴X-X’保持在中心并阻止其发生轴向的位移，停止衬套30压紧配合和/或粘接到转接套管3的内侧。

转接套管3装在外壳1的开口11中，并借助环形壁缩颈12通过压接固定地保持在所述外壳内部，该环形壁缩颈12刺入转接套管3的外周槽中。

转接套管3可以通过例如棒料车削操作、冲压或冷锻制成。

因此，由转接套管3和烟火引燃器2构成的局部装配组件固定地安装在外壳1的端部1A中。该装配组件尤其可通过压接或焊接制成。

在该外壳的另一侧，圆柱形的管状过滤器7安装在外壳1的封闭端部内，以覆盖排放孔100。

该过滤器具有厚度相对小的透气壁；它由能够耐受由燃烧产生的热气的轻质材料制成，具有多孔、穿孔和/或网眼结构，并且适于这种应用。

它的作用是防止烟火装药的组成单元和其它固体颗粒在燃烧的过程中通过一个或多个孔100不适时地逸出所述外壳。

管状过滤器7在一段小的轴向长度70上具有加宽的部分，对着外壳1的开口(从而朝着图左)。该部分的外径等于外壳1的内径，从而使该部分轴向安装在外壳1中之后两者间没有空隙，并通过力的作用和/或粘接保持在该位置上。

它的壁的其余部分形成主要部分71，具有稍小的直径。

该部分71在“封闭的”一侧靠住底10。

它被卷成圆筒的金属片8包围，该金属片8由脆的不是很易延展的材料制成并具有很小的厚度；该片粘接在外壳1的内侧，作为内表面的衬里并覆盖一系列的孔100。因此，所述孔100在内侧覆盖着两层壁：过滤器7的壁和金属片8的壁。

所述金属片8或密封片使得被称为“燃烧室”的空间内的压力能够在其失效前升高，烟火装药6的燃烧在所述燃烧室中发生。这保证了所述烟火装药良好的燃烧。

根据本发明的气体发生器包括烟火装药，如推进剂药片，在这里，所述烟火装药由一堆块状单元6组成。

块状单元6包含在管状外壳1内、底10的一侧，大部分的块状单元6完全占据过滤器7的内部空间，一部分从过滤器7中朝开口一侧1A露出。

固定部件(或洗涤器)4置于所述外壳1内、管状外壳1的主体在一侧的局部装配组件和另一侧的过滤器7之间的中间部分中，所述局部装配组件由转接套管3和烟火引燃器2构成，所述过滤器7中含有所述烟火装药，所述固定部件(或洗涤器)4能够没有明显缝隙地进行轴向滑动。

所述固定部件4被压缩的线圈弹簧5推压，所述线圈弹簧被转接套管3支撑着并且有朝底10(图右)像活塞一样移动所述固定部件的趋势。

洗涤器4具有开放式工作的(例如穿孔或网眼状的)前面40，该前面40靠住形成烟火装药的那堆块状单元6、推进剂药片或其它的单元。所述面40的网眼的通道截面明显小于所述块状单元6的颗粒尺寸，从而使所述块状单元6不能通过它。

因此，用所述洗涤器和所述弹簧消除了装载的药片内残留的死空间并且固定了该装载物。

在一个替换方案(未示出)中，所述洗涤器和所述弹簧可用由柔性且可压缩的材料(例如泡沫材料)制成的塞子代替，所述塞子的尺寸使得在封闭所述外壳时，所述塞子会顶住所述装药以将其固定。该塞子可具有圆筒状套管的形状，插在装药6和引燃器2之间，通过它中间的孔径部分安装在引燃器2上。当将所述塞子置于合适的位置时，它是稍被压缩的，以作用于所述装药并将其固定。

附图标记13和14表示的是牢固地连到外壳1上的连接件，例如螺栓，它使得能够将所述气体发生器安装到支架上，例如安装到机动车的座椅或框架组件上。

简单观察图1即可发现应用的组件的数量有所减少。

另外，它们具有简单的形状，并且易于组装。这使得易于降低该发生器的成本。

外壳1可主要为“盲”金属管，由平的金属片毛坯通过公知方法制成，之后经过多个冲压/拉伸步骤，然后在径向上用一个或多个打孔机打孔以形成孔100，图1中仅示出了其中的一个孔。

金属片8可主要为一简单的圆筒状管部分。然而其优选主要为一简单的自粘性金属标签，施于并粘接在外壳1的内壁上。

过滤器7主要为一卷起的金属片，以形成圆筒状管，借助径向可膨胀的心轴使其末端区域70呈微喇叭状展开。

转接套管3和洗涤器4可为模塑件，例如为塑料件。

衬套30为一简单的具有坡口边缘的管状套管。

引燃器2可为标准型，用于装配其它型号的生成器。

垫片31为一简单的由弹性材料制成的O-环垫片。

将这些组件整个通过外壳1的开口11非常简单地设置在外壳1中合适的位置。

一种方法是，首先将烟火引燃器2沿轴向插入转接套管3，挤压垫片31，然后将封阻衬套30设置在合适的位置上，从而可得到由引燃器2和转接器3构成的局部装配组件。

将金属片或膜8和过滤器7引入外壳1内，从而使他们顶住底10。会注意到，过滤器7可以从它覆盖住排放孔100的那一刻起不顶住底10。

将合适剂量的推进剂药片6设置在合适的位置。

置入洗涤器4和弹簧5。

将由引燃器2和转接器3构成的局部装配组件装入开口11。

围绕所述局部装配组件压接外壳1的壁。

在弹簧5施加的永久推力下，一堆推进剂药片6被限制并压紧在外壳1的封闭端部中，这防止了在震动或冲击时形成粉尘。

装配有这种发生器的汽车具有减速传感器，当事故发生时，所述减速传感器产生电信号，由引燃器2转化为烟火信号。

所述烟火信号引燃初级烟火装药，其产生的热和压力向右推进，通过洗涤器的开放式工作面40的孔径直到推进剂药片6。

其效果是使所述药片开始燃烧，药片燃烧产生的高温高压气体通过剪切作用破坏金属片或膜8，以直角达到排放孔100；因此，以脆性材料(延展性不是很好)制成的所述金属片或膜8起到密封件的作用。

如之前讨论的那样，形成所述烟火装药的块状单元的一部分占据过滤器7的内部空间72。因此这些块状单元的燃烧在该内部空间72内、紧邻排放孔100处进行。

发生所述燃烧的该空间被称为“燃烧室”，因此该空间至少部分延伸至过滤器7的内部。该燃烧室在轴向上由底10和洗涤器4划定范围。

并且，产生的气体根据燃烧率和通过排放孔100的通道的横截面以受控的方式逸出，并填充分配给该发生器的安全装置，例如可充气的保护囊。

因此，通过气体发生器这一特定的结构，将燃烧快速推进的风险降到最小，燃烧快速推进的情况可能会在燃烧的药片远离排放孔100的位置燃烧时发生。实际上，处于所述过滤器内的药片沿轴向X-X′分布在孔100的两侧，即，在图1的每个孔100的左右。因此，所有片都没有暴露在百分之百的其它药片燃烧所产生的气流中，这是因为，例如位于指定的孔100右侧的药片燃烧产生的气体会通过该孔被排出，而不会进入并接触位于同一孔的左侧的药片。由此，能够避免局部的压力过高，而压力过高可能会对燃烧产生影响。

最后，会注意到，因此能够增大烟火装载物6的尺寸，因此也能够增加烟火装载物6的量，而不会带来任何导致燃烧快速推进的风险，从而能够例如以更大的体积给保护囊充气或更长时间地给保护囊充气。

图2示出了刚才描述的气体发生器的一个替换方案。

在该图中，保留了与图1中使用的相同的附图标记，用以表示一致的或相似的元件。

下文将不再描述这些共用的元件，以使本说明书简明扼要。

图2的替换方案与图1中的实施方案存在本质上的区别，其不同之处一方面在于，只要该气体发生器不被启动，烟火装药堆6就不会被容纳在过滤器7内，另一方面在于，过滤器7没有被密封片或膜8包围。

实际上，在此例中，按照气体推进的方向，所述密封件位于所述过滤器的上游。

更具体而言，推进剂药片6被包封着位于盒9中。盒9为一薄壁的圆筒形管状盒，由延展性不是很好的材料(例如钢)制成。它安装在外壳1内并且与之没有任何明显的空隙。它一端开放(1A侧)而另一端由横向平底90封闭。

所述盒和所述过滤器共轴且端对端(end-to-end)放置。

因此该盒9的尺寸和位置使洗涤器4穿进并滑进其开口区域，而其底90位于过滤器7的入口处。

底90的壁在此例中形成密封件，可选地刻出强度较低的凹线以帮助它在盒9内部过大的压力的作用下按照确定的样式例如像“花瓣”一样切开。

在此例中，一堆推进剂药片6在所述洗涤器的推力的作用下被限制并稍压紧在盒9内，所述洗涤器被弹簧5推压，这防止了在震动和冲击时产生粉尘的风险。

当发生事故从而启动所述发生器时，药片6开始燃烧并产生高温高压气体。在这一气压的作用下，首先观察到的是底90完全或部分的失效，底90(例如像花瓣一样)打开。该失效导致燃烧室体积的增大，其开放到由管状过滤器7并且在轴向上由底10划定的内部空间72中。然后，至少一部分的药片6在气体压力的作用下被移动并占据管状过滤器7的内部空间72，例如图1所示。所述药片当处于过滤器7中时持续燃烧。

燃烧气体还流入过滤器7内部，然后通过排放孔100排出。

会注意到，当底90失效时，管状过滤器7喇叭状的加宽部分70有助于例如像花瓣一样打开底90。底90可向着管状外壳1的壁打开得更宽，并且所述烟火装药药片甚至可以更容易地穿进管状过滤器7的内部。

所述发生器的这个第二替换方案在控制装药6的燃烧方面具有与第一实施方案相同的优点。一旦所述发生器被启动，所述烟火装药至少部分立即移进过滤器7，燃烧以及由此得到的气体的发展按照之前描述的模式紧邻排放孔100进行。

并且，会注意到，第一实施方案(图1)的优点在于，它比第二实施方案(图2)在轴向上更加紧凑，这是因为装药6所占据的空间没有附加过滤器7的长度。

第二实施方案的优点在于简化了制造方法，因为它使得能够分别制备局部装配组件或“弹药筒”，所述“弹药筒”包括转接套管3、烟火引燃器2、洗涤器4、弹簧5(可选)和装载在盒9中的烟火装药6，然后将该“弹药筒”引入外壳1内部。

另外，由此，能够在盒9的底90失效后扩大燃烧室的体积。因此，在药片之间存在更大的死空间或“死体积”，并且，产生的燃烧气体可在所述药片之间通过而不导致燃烧的快速推进。

由于它的轻巧和低松散性，这种发生器特别适合应用于侧面保护机动车的乘用人员。并且，它可用于机动车的车门中“活动结构(activestructure)”型的系统中。

Claims (8)

1.一种用于机动车的安全装置的气体发生器，包括：

-管状外壳（1），其一端（1A）为开放的，另一端由底（10）封闭，所述外壳的环周的壁位于所述底（10）附近的部分被排放孔（100）贯穿；

-转接套管（3），容纳在所述管状外壳（1）的开放端部（1A）中并且通过压接或焊接轴向地保持在其中；

-烟火引燃器（2），轴向地安装在所述转接套管（3）内并且固定地保持在其中；

-管状过滤器（7），置于所述外壳（1）的封闭端部内，以覆盖所述排放孔（100）；

-由块状单元组成的烟火装药（6），容纳在所述管状外壳（1）内、所述转接套管（3）和底（10）之间；

所述发生器的特征在于，它包含：

-沿轴向限制并固定所述组成烟火装药的块状单元的构件，这些构件包括在底（10）的一侧的横向分隔件（10；90）和在开放的一侧的开放式工作的洗涤器（4），所述洗涤器被朝向所述底（10）推挤以固定所述烟火装药；

-密封件（8；90）插在所述烟火装药和所述排放孔（100）之间，并且能够在所述烟火装药（6）燃烧时破裂，然后使由所述烟火装药的燃烧产生的气体通过过滤器（7）的壁和所述排放孔（100）从所述外壳（1）中逸出，

并且其特征还在于，当所述密封件（8；90）破裂之后，所述烟火装药（6）占据的空间在轴向上由所述开放式工作的洗涤器（4）和所述底（10）划定,

在所述密封件破裂之前，所述烟火装药（6）容纳在薄壁的管状盒（9）之中，所述管状盒共轴地安装在所述管状外壳（1）的中心区域、所述过滤器（7）外，所述盒（9）在所述洗涤器（4）的一侧是开放的，在底（10）的一侧是封闭的。

2.根据权利要求1所述的气体发生器，其特征在于，当所述密封件（8；90）破裂之后，至少一部分的所述烟火装药（6）处于所述管状过滤器（7）的内部空间（72）之中。

3.根据权利要求1所述的气体发生器，其特征在于，所述洗涤器（4）穿入并可滑入所述管状盒（9）中。

4.根据权利要求1所述的气体发生器，其特征在于，所述管状盒（9）在底（10）的一侧被分隔件（90）封闭，所述分隔件在底（10）的所述一侧保证对所述烟火装药的限制和固定，并且还起到密封件的作用。

5.根据权利要求1所述的气体发生器，其特征在于，所述烟火装药由推进剂药片（6）组成。

6.根据权利要求1所述的气体发生器，其特征在于，所述洗涤器（4）被弹簧（5）推挤，所述弹簧有将它朝所述外壳（1）的底（10）推回的趋势。

7.根据权利要求1所述的气体发生器，其特征在于，所述洗涤器（4）为由可变形且可压缩的材料制成的套管，该套管的压缩作用于所述烟火装药（6）以将其固定。

8.根据权利要求1所述的气体发生器，其特征在于，所述过滤器（7）在其朝向所述外壳（1）开口的一部分轴向长度上具有加宽的部分（70）。

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