CN103958288A - 用于气囊的气体发生器壳体 - Google Patents

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Abstract

用于气囊的气体发生器壳体，其包括由聚合物组合物制成的一个或多个部件，其中，由聚合物组合物制成的部件每个都为半球形部件。

Description

用于气囊的气体发生器壳体
本发明涉及用于气囊的气体发生器壳体。气囊在汽车中用作防止乘员受到碰撞的安全装置。通常，用于气囊的气体发生器包括将燃烧室封闭在其中的壳体，烟火固体推进剂被填充到该燃烧室中。为了激活固体推进剂，通常提供点火器，该点火器被插入到壳体的开口中并被伸入到燃烧室中。壳体的壁中具有用于在推进剂燃烧时所释放的气体的若干流出口。气体被供应到存储在气囊容器中的气囊。
用于气囊的气体发生器壳体可以由金属制成。这是由于气体发生器壳体必须能够承受在燃烧室中爆发性地释放气体所造成的很高的内部压力。
从WO98/19895中已知一种气体发生器壳体，该壳体包括由纤维增强热塑性聚合物组合物制成的两个部件。这些部件包括圆柱形部分。直到现在，这种气体发生器壳体还未被商业化。当使用可接受的壁厚时壳体不够坚硬。
本发明者制造由聚合物组合物制成的气体发生器壳体的若干尝试也失败了。在这个情况下，气体发生器壳体也不够坚硬以承受点燃推进剂后的燃烧室中的压力。特别地，在高温下燃烧室的强度降低是一个问题。当在汽车车厢中时，例如由于阳光暴晒，温度可能上升到很高的程度。
本发明的目的在于提供一种用于气囊系统的气体发生器壳体，该壳体包括由纤维增强热塑性聚合物组合物制成的一个或两个部件，其中，气体发生器壳体足够坚硬以承受燃烧室中气体的爆发性释放。
令人吃惊的是，如果由聚合物组合物制成的部件每个都为半球形部件，那么该目标可以实现。
令人吃惊的是，这种气体发生器壳体足够坚硬以承受燃烧推进剂之后出现的高压。这在高温下也是这样，尽管知道通过升高温度，聚合物组合物的机械性能大大降低。此外，可以设计具有可接受的壁厚的壳体，以将壳体的重量保持在可接受的水平上。
优选气体发生器壳体存在两个部件。通常这种气体发生器壳体会在壳体的最大内部直径处分割成两个部件。这将有助于从模具中取出壳体的部件，在模具中制造该壳体。
如果气体发生器壳体包括由聚合物组合物制成的一个半球形部件并且另一个部件由金属(优选铝)制成，那么另一个部件例如可以具有圆柱形形状或可以为扁平部件。优选另一个零件为扁平部件。这是由于容易制造、填充并封闭壳体。优选气体发生器壳体的部件两个都由聚合物组合物制成并且都为半球形部件。在这种情况下，气体发生器壳体全部由聚合物组合物制造并且全部为球形。
优选气体发生器壳体的由聚合物组合物制成的一个部件集成在气囊容器壁中。该集成是根据本发明的气体发生器壳体的一个优点。由于气囊容器通常由聚合物组合物制成，并且由于根据本发明的气体发生器壳体能够令人吃惊地由与用作气囊壳体的同种组合物制成，因此现在集成变得可能。集成的优势在于可以用较少的步骤制造气体发生器壳体和气囊容器的组合，并且组合的重量也会得到减小。
优选集成在气囊容器中的一个部件为包括用于气体的流出口的部件。
对于用于聚合物组合物的纤维，可以使用玻璃纤维、碳纤维等。优选使用玻璃纤维。
优选聚合物组合物包含聚酰胺、聚碳酰胺、聚丙胺或者聚对苯二甲酸乙二醇酯。更优选聚合物组合物包含聚酰胺，甚至更优选PA-6或PA-66，最优选PA-6。聚合物组合物的纤维含量在10％和60％的质量百分比之间，更优选在25％和50％的质量百分比之间。纤维能够为短纤维、长纤维、非织造布或织造布中的任一者。优选纤维为短纤维。通过将长度为例如6或12mm的短切纤维与熔融阶段的聚合物的组合物相混合，以制造包含短纤维的组合物。在熔融阶段的混合期间，纤维分解成较短的长度。通常通过在纤维束或者一捆两个或多个玻璃纤维束上涂覆聚合物并将涂覆的束切割成长纤维颗粒来制造包含长纤维的组合物，其中，纤维沿颗粒的长度方向延伸并且具有颗粒的长度。通常通过注射成形法将包含短纤维或长纤维的组合物加工成一定形状的物体。组合物也可以为浸透有聚合物的纤维板或纤维层的形式。通常通过压缩成形法将这些板加工成一定形状的物体。
更优选组合物由以下物质组成：
质量百分比为42-75％的PA-6
质量百分比为25-50％的短玻璃纤维
质量百分比为0-8％的一种或多种其它的添加剂。
其它的添加剂可以为冲击改性剂、色素、填充剂、稳定剂、脱模剂等。
根据本发明的气体发生器壳体的半球形部件的壁厚可以在1.5和6mm之间。壁厚优选在3.0和4.0mm之间。
优选本发明的气体发生器壳体与用于仪表面板的气囊系统的气囊容器集成。仪表面板中的气囊被安装用于保护在前座中的乘客。这种气囊需要大体积的气体并且集成的气体发生器壳体/气囊容易非常适合于该气囊系统。
对气体发生器壳体填充推进剂之后，如果两个部件全部都由聚合物组合物制成时，可以通过例如振动焊接或熔融焊接来连接壳体的部件。如果一个部件由聚合物组合物制成并且另一个部件为金属部件，那么可以通过使用胶或螺丝钉来连接部件。
通过附图将进一步解释本发明。
图1示出根据本发明的具有一个半球形部件的气体发生器壳体的示意图。
图2示出根据本发明的具有一个半球形部件的气体发生器壳体的示意图。
图3示出根据本发明的具有两个半球形部件的气体发生器壳体的示意图。
图4示出未根据本发明的(参见比较试验C)的具有两个部件的气体发生器的示意图。这些部件不是半球形的而是具有球形部分和圆柱形部分。
图5示出根据本发明的集成在气囊容器的底部中的气体发生器壳体的示意图。
图1示出具有由聚合物组合物制成的一个半球形部件(2)和由铝制成的扁平部件(3)的气体发生器壳体。这些部件通过半球形部件的表面(4)和扁平部件的表面(5)连接。
图2示出具有由聚合物组合物制成的一个半球形部件(2)和由铝制成的圆柱形部件(3)的气体发生器壳体。圆柱形部件包括圆柱形部分(3.1)和底部(3.2)。这些部件通过半球形部件的表面(4)和圆柱形部件的表面(5)连接。
图3示出具有半球形部件(2)和半球形部件(3)的气体发生器壳体，两者都由聚合物组合物制成。这些部件通过半球形部件的表面(4)和(5)连接。
图4示出未根据本发明(参见比较试验C)的由聚合物组合物制成的气体发生器壳体，该壳体具有两个部件(2)和(3)。这些部件具有球形部分(2.2和2.3)以及圆柱形部分(2.1和3.1)。这些部件通过这些部件的表面(4)和(5)连接。
图5示出用于气囊(6)的气体发生器壳体和容器。气体发生器壳体包括集成在气囊容器的底部(7)的半球形部件(2)和另一个半球形部件(3)。
实施例1和比较试验A、B和C
实施例1
根据图3的气体发生器壳体由AkulonTMK224PG8制成，它是包含聚酰胺6和质量百分比为40％的短玻璃纤维的聚合物组合物。
壳体的壁厚为4mm。在25MPa的压强下，在23℃和85℃的温度下，壳体填充有氮气。壳体承受两个温度下的压力。
比较试验A、B和C
制造分别具有图1、图2、图4的壳体的形状的壳体。与图的描述中表明的相反，所有的部件现在都由聚合物组合物制成，该聚合物组合物为AkulonTMK224PG8，与实施例1中使用的聚合物组合物相同。在25MPa的压强下，在23℃和85℃下，壳体填充有氮气。在非半球形部件的侧面，在两个温度下燃烧壳体。
从实施例1和比较试验A、B和C中，清楚的是，只有由聚合物组合物制成的半球形部件在试验中幸存下来。

Claims (11)

1.一种用于气囊的气体发生器壳体，其包括由纤维增强热塑性聚合物组合物制成的一个或两个部件，所述气体发生器壳体的特征在于，由所述聚合物组合物制成的每个所述部件都为半球形部件。
2.根据权利要求1所述的气体发生器壳体，其中，所述气体发生器壳体存在两个部件。
3.根据权利要求2所述的气体发生器壳体，其中，所述气体发生器壳体中的一个部件由所述聚合物组合物制成并为半球形部件，并且另一个部件由金属制成。
4.根据权利要求2所述的气体发生器壳体，其中，所述气体发生器壳体的两个部件都由所述聚合物组合物制成并且为半球形部件。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的气体发生器壳体，其中，所述气体发生器壳体的由所述聚合物组合物制成的一个部件与气囊容器壁集成。
6.根据权利要求5所述的气体发生器壳体，其中，与所述气囊容器壁集成的所述部件包括用于气体的流出口。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的气体发生器壳体，其中，所述聚合物组合物为玻璃纤维增强热塑性聚合物组合物。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的气体发生器壳体，其中，短纤维用作为纤维。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的气体发生器壳体，其中，所述聚合物组合物包括质量百分比在10-60％之间的纤维。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的气体发生器壳体，其中，所述聚合物组合物包含PA-6。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的气体发生器壳体，其中，所述壳体具有在1.5和6mm之间的壁厚。
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