CN104567555A - 用于充气机的点火单元、充气机、安全气囊模块、车辆安全系统以及制造点火单元的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及尤其用于充气机的点火单元(10)，其包括电点火器(11)，所述电点火器包括第一内盖(12)，所述第一内盖与第二外盖(13)形成用于填充以传爆推进剂装药的空间(14)。根据本发明，第二盖(13)是非导电绝缘盖。

Description

用于充气机的点火单元、充气机、安全气囊模块、车辆安全系统以及制造点火单元的方法
技术领域
本发明涉及尤其用于充气机的点火单元，其包括电点火器，所述电点火器包括第一内盖，所述第一内盖与第二外盖形成用于填充以传爆推进剂装药(booster propellant charge)的空间。除此以外，本发明涉及充气机、安全气囊模块与车辆安全系统。此外，本发明涉及制造点火单元的方法。
背景技术
用于机动车辆的乘客约束系统通常包括安全气囊模块，所述安全气囊模块包括在撞击时充气以便减小车辆乘客的身体部分与车辆部件碰撞的可能性的安全气囊。为了在碰撞时使安全气囊充气，通常设有包括填充有固态推进剂的燃烧室并且具有排放端的充气机。例如，充气机包括用于点燃固体推进剂的至少一个点火单元。众所周知的是，利用烟火装置填充所谓的GTMS(玻璃金属密封)标准点火器，其中在烟火装置的较高填充数量的情形中，尤其只有不断努力从大约400–500mg的填充数量开始，可以确保在烟火装置与试图点燃烟火装置的桥接线之间要求的接触旨在点燃烟火装置。
发明内容
本发明的目的是进一步研发具有烟火填充的点火单元。此外，本发明的目的是提供充气机、安全气囊模块以及包括此点火单元的车辆安全系统。本发明的目的还在于提供制造此点火单元的方法。
根据本发明，关于进一步研发的点火单元的此目的通过权利要求1的主题实现。
因此，本发明以提供尤其用于充气机的点火单元的构思为基础，其中电点火器具有第一内盖，所述第一内盖与第二外盖划界用于填充以传爆推进剂装药的空间。根据本发明，第二盖是非导电绝缘盖。
换句话说，点火单元包括电点火器以及第二盖或附加盖，其中电点火器的第一盖与第二附加盖相应地划界适于填充以传爆推进剂装药的空间或室。传爆推进剂装药还可以称作传爆装药。例如，诸如ZPP(高氯酸钾锆)和/或THPP(氢化钛高氯酸钾)可以是点火器推进剂。
根据本发明，电标准点火器由此设有附加盖，使得在关于标准电点火器的第一盖与第二附加盖之间可以形成填充以传爆推进剂装药的适当空间，第二盖或附加盖是以电绝缘盖的形式。
电标准点火器可以是所谓的GTMS(玻璃金属密封)或PTMS(塑料金属密封)点火器。电点火器的盖，即点火单元的第一内盖可以由金属和/或塑料材料制成。
第二外盖，即附加盖是非导电绝缘盖。优选地，第二盖至少部分由塑料材料制成，但是部分还可以由金属制成。
由于作为以点火单元的外盖的形式的非导电绝缘盖的第二盖的构造，在点火器的安装状态中，在充气机中，可能分别与第二盖或外盖接触的点火单元与围绕点火器的部件相应地被防止与点火单元或点火器实现导电连接。车辆质量的电势可以另外地直接地布置在第二盖或第二外盖上，从而可能损坏点火器或点火单元的触发。
第二盖或第二外盖可以具有圆柱形周边壁，特别是圆形-圆柱形周边壁，例如，所述圆柱形周边壁包括在至少一个纵向侧上的穿孔。第二盖的穿孔宽度与直径可以大于第一盖的外部尺寸。同样，第一盖可以具有圆柱形周边壁或圆形-圆柱性周边壁，第一盖的外径与外横截面相应地小于第二盖的相应的内径与穿孔宽度，使得第一盖可以突出到由第二盖的周边壁与端壁或覆盖件形成的空间中。换句话说，第一盖与第二盖具有内部与外部尺寸，使得第二盖可以放置在第一盖上方或者第一盖可以压配合到第二盖中。
第二盖与第一盖形成填充以传爆推进剂装药的空间。换句话说，第一盖与第二盖一起划界此空间。尤其通过第二盖的侧壁或周边壁、第二盖的端壁或覆盖件表面以及第一盖的相应的端壁或覆盖件表面相应地划界与形成空间。
根据本发明，第二盖通过塑料嵌入式模制件连接到电点火器。换句话说，通过加工嵌入式模制模制加工形成将第二盖连接到电点火器的塑料基部。当电点火器是前述GTMS(玻璃金属密封)点火器时，此实施方式是尤其有利的。
可以通过材料连接，尤其通过激光焊接或超声波焊接，或者通过必然连接(positive connection)和/或摩擦式连接，尤其通过压配合或粘附结合将第二盖连接到电点火器。当电点火器是前述PTMS(塑料金属密封)点火器时，此实施方式是尤其有利的。
形成的空间或者室相应地被填充以30到1500mg，特别填充以200到1200mg，特别是300到1000mg，尤其地为350到500mg的传爆推进剂装药或传爆装药。因此，在根据本发明的点火单元的帮助下可以获得大量传爆装药，其中电点火器的桥接线与电点火器的烟火之间的接触不受影响。电点火器的烟火装药仅设置在于电点火器的第一盖的协助下形成或划界的空间中。传爆装药由此与电点火器的烟火装药分离。电点火器的第一盖由此使点火单元的传爆装药与电点火器的烟火装药分离。在根据本发明的点火单元的协助下，同样化学上不可兼容的传爆装药与烟火装药可以保持彼此分离。
此外，除了烟火可致动传爆装药以外，还能够将基本惰性材料或者使燃烧减速的材料增加到形成的用于传爆推进剂装药的空间中，例如，以包括此惰性材料的单独层的形式或者通过其单个模塑。在点火单元的烟火部分的燃烧过程中，此插入材料可以具有冷却效果，使得对于特定的应用而言可以降低由点火单元产生的总温度。还可想象的是在初始形成的用于传爆推进剂装药的空间中仅设有此种惰性材料，即没有更多的烟火传爆装药。在此情形中期望用于电点火器的烟火装药的冷却效果。硼酸盐、硼酸氧化物、碳酸钙、分子筛、硅酸盐及包括所述材料的组的混合物被认为是此惰性材料。
关于根据本发明的点火单元设计的另一个优点是点火可以构造为不仅指向前方而且还指向周边。换句话说，不仅能够沿着纵轴方向而且能够沿着径向方向发生用于通过根据本发明的点火单元设计点燃充气机的燃烧室中的固态推进剂的有效方向。如已经提及的，点火单元的不同填充是可能的，因为电点火器的烟火装药与其桥接线的接触独立于填充以传爆推进剂装药的空间设置。
此外，可以集成在电标准点火器外部的自动点火功能。这意味着在含有传爆推进剂装药的空间中，在先进点火装置无需集成在预先制造的标准点火器中的情况下，例如通过包括已知先进点火装置的插入式先进点火片剂可以容纳所述先进点火装置。此种先进点火装置可能要求经受所谓的“燃烧试验(bonfire  test)”作为用于点火单元并且相应地用于整个充气机的资格特征。
关于充气机，通过权利要求6的特征实现了此目的。根据本发明的此充气机由此包括根据本发明的点火单元。
关于安全气囊模块，通过权利要求7的特征实现了此目的。因此，安全气囊模块包括根据本发明的点火单元和/或根据本发明的充气机。
关于车辆安全系统，通过权利要求8的特征实现了此目的。因此，车辆安全系统包括根据本发明的点火单元和/或根据本发明的充气机和/或根据本发明的安全气囊模块。车辆安全系统可以是车辆乘客约束系统，例如安全气囊和/或安全带。因此，例如可以在带张紧系统的范围内使用此点火单元。同样地，车辆安全系统可以是其它综合个人安全系统，例如用于可能与车辆碰撞的人。在此情形中，尤其是点火单元使优选在缸体中引导的活塞的冲程运动开始的机罩支撑系统的设计被提及，由此车辆的机罩被提升，以便形成用于与车辆碰撞的人的延伸的撞击区域。此外可以由将受保护的人穿戴的并且可以集成在衣服中的，例如，包括诸如用于骑行人的可充气安全气囊头盔或者用于骑自行车的人的外部服装的可充气装置的个人安全系统是可想象到的应用。
关于制造点火单元的方法，通过权利要求9和/或11的特征实现了此目的。因此，在第一步骤中，外盖形式的第二盖被填充以防爆推进剂装药。随后，将预先制造的电点火器压配合到第二盖中，使得电点火器的第一盖与第二盖形成填充以传爆推进剂装药的空间。此后，外盖连接到电点火器。这里可以应用不同的连接方法。
当电点火器是GMTS(玻璃金属密封)点火器时，外盖可以优选地通过塑料嵌入式模制件连接到电点火器。换句话说，第二盖首先被相应地填充以防爆推进剂装药或者防爆装药，以使在第二步骤中可以将电点火器压配合到填充的第二盖中。使第一盖的压配合在第二盖中发生，以便将塑料材料随后注塑成型在第二盖周围。
通过塑料嵌入式模制件，塑料基部形成为使外盖或第二盖相应地连接到电点火器。传爆装药例如可以是可以以简单方式填充到第二盖或第二外盖中的片丸剂或片剂。
当电点火器是PTMS(塑料金属密封)点火器时，外盖可以优选地通过材料连接，通过激光焊接或超声波焊接连接到电点火器，原因在于外盖至少部分地 激光焊接或超声波焊接到电点火器的第一盖。另选地，外盖到电PTMS点火器的连接还可以是必然连接和/或摩擦式连接。如已经在上面描述的，已经可以获得牢固压配合连接，原因在于预先制造的电点火器压配合到外盖中。此外或者另选地，外盖还可以在接触区域中通过粘合剂结合到电PTMS点火器的盖。
附图说明
在下文中，将参照所附的示意图通过实施方式说明本发明。
图1示出了横切包括GTMS(玻璃金属密封)点火器的点火单元的纵向横截面视图；
图2示出了横切包括PTMS(塑料金属密封)点火器的点火单元的纵向横截面视图；
图3示出了横切包括PTMS(塑料金属密封)点火器的点火单元的另一个实施方式的纵向横截面视图；
具体实施方式
图1示出了尤其用于充气机(未示出)的点火单元10、包括第一盖12的电点火器11，第一盖12与第二盖13划界填充以传爆推进剂装药的空间14。根据本发明，第二盖13是以非导电绝缘盖的形式。
电点火器11可以是电/烟火预制标准点火器。所谓的GTMS(玻璃金属密封)标准点火器以及PTMS(塑料金属密封)标准点火器是已知的。图1包括“GTM标准点火器”类型的电点火器。电点火器11包括可以由金属和/或塑料制造的盖12。第一盖12包括侧面或周边壁15以及覆盖件16。覆盖件16是以平坦端壁的形式。另一个方面，周边壁15具有旋转圆柱形状，尤其是圆形圆柱形状。第一盖的覆盖件16以及周边壁15的上三分之一划界填充以烟火装药的空间17，其中此外填充以多床/层多烟火也是可能的。这里同等地设有相应突出到空间17中以及突出到烟火装药中的导电桥接线18。桥接线以导电方式连接到、优选地焊接到两个销19。在金属环20与压釉(pressure glazing)21的协助下，销19连接到电点火器11的第一盖12。
总之，第一盖12、填充以烟火的空间17、桥接线18、销19以及金属环20和压釉21形成电点火器11。如已经提及的，电点火器11是一种预制已知的 GTMS标准点火器。
形成为电绝缘盖并且优选地由塑料制成、而且还可以由金属制成的第二盖13，形成点火单元10的外盖。外盖或者第二盖13继而包括在示出的实例中是圆形圆柱的周边壁22和基本上是平坦端壁的覆盖件23。电点火器11与电点火器11的第一盖12相应突出到其中的穿孔27形成在与覆盖件23相对的第二盖13的侧面上。
与第二盖13的覆盖件23相对形成穿孔27。第二盖13的周边壁22的内径或开口宽度大于第一盖12的周边壁15的外径，使得点火器11与电点火器11的第一盖12相应地可以插入或者压配合到第二盖13的穿孔27中。
盖12和盖13都形成为优选地相对于中心轴M旋转地对称。此外，电点火器11的第一盖12相对于中心轴M与第二盖13同心地形成。
因此，相应地填充以传爆推进剂装药或传爆装药的空间14通过第一盖12与第二13被划界或形成。特别地，通过第一盖12的覆盖件16以及第二盖的覆盖件23和周边22形成空间14。
特别地，在两个盖12、13压配合到彼此中的区域中未提供设置在第二盖13的周边壁22与第一盖12的周边壁15之间的一部分传爆推进剂装药在。换句话说，在此区域中不设有间隙，至少没有部分推进剂装药可以进入其中的此间隙。由于图1的强烈放大描述，这可能被以误导方式解释。因此，与第二盖13的周边壁22的内径相比，第一盖12的周边壁15的外径仅小到此种程度，根据加工两个盖12、13可以容易地按压到彼此中。
空间14构造为使得其可以被填充以30到1500mg，特别地200到1200mg，特别地300到1000mg，尤其地350到500mg的传爆推进剂装药。
在根据本发明的点火单元10的制造过程中，首先形成为外盖的由塑料制成的第二盖13被填充传爆装药。此后，电点火器11，尤其是电点火器11的第一盖12相应地被压配合到第二盖与第二盖的穿孔27中，从而第一盖12与第二盖13形成已经填充以传爆推进剂装药的空间14。随后，塑料盖13通过塑料嵌入式模制件连接到电点火器11。
由塑料嵌入式模制件形成将外盖或第二盖13连接到电点火器11的塑料基部24。第一盖12包括倾斜的端部凸缘25。第二盖13也包括此倾斜的端部凸缘26。在塑料嵌入式模制件的模制过程中，塑料材料流入到由两个端部凸缘25和 26形成的空隙中，从而提供外部塑料盖13到电点火器11的适当连接。
当第二盖13由塑料制成并且在塑料嵌入式模制件的协助下连接到电点火器11并且因此形成塑料基部24时，除了两个导电销19以外，点火单元10构造为电绝缘的，即非导电的。
图2和图3中各自都示出了点火单元10，尤其是用于基本上与图1的结构相应的充气机(未示出)的、而且特别地包括上面描述的PTMS(塑料金属密封)式标准点火器的电点火器11。与图1中的点火单元10的单个部件具有相同功能的图2和图3的点火单元10的单个部件提供以相同的附图标记，。并且在此方面参照图1的附图说明。
特别地，下面的基本区别是图2和图3与图1的对比结果： 
在图2和图3中的电点火器11(PTMS标准点火器)中，第一盖12基本上完全由塑料而非金属制成。限定“基本上”应该理解为效果是第一盖12可以仅由掺杂微小金属颗粒的塑料材料制成，以便符合关于静电与静电放电的特定要求，然而在此情形中不意味着在第一盖12上或在第一盖12中的大表面连续金属区域。
另一个关键区别在于下述事实，在图2和图3中的两个导电销19未连接到金属环或者紧固在压釉中，即它们未在金属环以及压釉的协助下连接到电点火器的第一盖。此外，在图2和图3的每个中，两个销19均嵌入塑料本体28中或者通过注塑成型由塑料本体28围绕。塑料本体28构造为使得在与桥接线18相对于的区域中其具有预成型圆锥几何形状，这对于进一步将点火单元10安装在例如充气机中是有利的。
与此相比，在图1中，除了其中的电点火器11以外，必须首先通过单独的塑料嵌入式模制加工制造点火单元10的塑料基部24。
图2和图3的塑料本体28尤其通过超声波焊接连接到第一盖12，并且与后者一起形成预先制造的电点火器11的封装外部壳体，其中，如前所述，两个销19嵌入在塑料本体中并且平行于中心轴M跨越塑料本体延伸。此外，在电点火器11的内部空间17中示出了两床或层烟火，其还称作主要与次要装药并且具有不同的化学组分。
当制造根据本发明的图2与图3的点火单元10时，与图1类似，首先对以外盖形式的第二盖13填充以传爆装药。随后将电点火器11、尤其是将电点火器 11的第一盖12相应地压配合到第二盖13与第二盖13的穿孔27中，使得第一盖12与第二盖13形成已经填充有防爆推进剂装药的空间14。
通过此按压操作，第二盖13已经连接到电点火器11。最终，盖13可以利用通过激光或超声波焊接的材料连接进一步连接到点火器11。关于前述按压操作，此外平行或随后的结合处理也是可想象的。
图2和图3区别在于图3中第二盖13的示出的形式包括邻近电点火器11的第一盖12的互补倾斜端部凸缘25的倾斜的端部凸缘26。
由此，例如当将图3的点火单元10进一步安装在保持部件(未示出)中时，可以通过使在倾斜端凸缘26上施加保持力的保持部件的区域卷边来提供卷边连接，保持力致使端部凸缘26到端部凸缘25的充分的力连接。因此，在适当的情况下，可以免除用于将第二盖13连接到第一盖12的上述激光焊接或超声波焊接处理。
根据本发明的充气机、安全气囊模块与车辆安全系统设有根据图1至图3中示出的实施方式的根据本发明的点火单元10。
附图标记列表
10 点火单元
11 电点火器
12 第一盖
13 第二盖
14 空间
15 周边壁
16 覆盖件
17 空间
18 桥接线
19 销
20 金属环
21 压釉
22 周边壁
23 覆盖件
24 塑料基部
25 倾斜端部凸缘 
26 倾斜端部凸缘 
27 穿孔
28 塑料本体
M  中心轴。

Claims (11)

1.一种尤其用于充气机的点火单元(10)，其包括电点火器(11)，所述电点火器(11)包括第一内盖(12)，所述第一内盖(12)与第二外盖(13)形成用于填充以传爆推进剂装药的空间(14)，
其特征在于，
所述第二外盖(13)是以非导电绝缘盖的形式。
2.根据权利要求1的前序所述的点火单元，
其特征在于，
所述第二盖(13)通过塑料嵌入式模制件连接到所述电点火器(11)。
3.根据权利要求2所述的点火单元，
其特征在于
所述第二盖(13)至少部分地由塑料材料制成，或者其特征在于，所述第二盖(13)至少部分地由金属制成。
4.根据权利要求1-3中至少一项所述的点火单元，
其特征在于
通过材料连接、尤其通过激光焊接或超声波焊接，或者通过必然连接和/或摩擦式连接，尤其通过压配合或粘附结合，所述第二盖(13)连接到所述电点火器(11)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的点火单元，
其特征在于
所述空间(14)被填充以30到1500mg，特别地200到1200mg，特别地300到1000mg，尤其地350到500mg的传爆推进剂装药。
6.一种充气机，其包括根据上述权利要求中任一项所述的点火单元。
7.一种安全气囊模块，其包括根据上述权利要求中任一项所述的点火单元和/或充气机。
8.一种车辆安全系统，其包括根据上述权利要求中任一项所述的点火单元和/或充气机和/或安全气囊模块。
9.一种制造根据权利要求1-5中任一项所述的点火单元(10)的方法，其特征在于步骤：
将以外盖形式的第一盖(13)填充以防爆推进剂装药；
将电点火器(11)压配合到所述第二盖(13)中，以使第一盖(12)与所述第二盖(13)形成填充有传爆推进剂装药的空间(14)；
通过塑料嵌入式模制件将所述第二盖(13)连接到所述电点火器(11)。
10.根据权利要求9所述的方法，
其特征在于
将所述第二盖(13)连接到所述电点火器(11)的塑料基部(24)由塑料嵌入式模制加工形成。
11.一种制造根据权利要求1-5中任一项所述的点火单元(10)的方法，其特征在于步骤：
将以外盖形式的第二盖(13)填充以防爆推进剂装药；
将电点火器(11)压配合到所述第二盖(13)中，以使第一盖(12)与所述第二盖(13)形成填充以传爆推进剂装药的空间(14)；
通过材料连接、通过激光或超声波焊接、或者通过必然连接和/或摩擦式连接，通过压配合和/或粘结，将所述第二盖(13)连接到所述电点火器(11)。
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