CN1171759A - 液化气体发生器 - Google Patents

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U·布雷德
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Abstract

本发明涉及一种用于防止汽车乘客受伤的可充气防撞气囊的液化气体发生器,它有一个外壳,一个装在外壳内用来存放液化气的封闭的反应罐(7),一个在外壳内与反应罐邻接的空腔(19),一个发火器(4),以及一个可在空腔(19)内运动用于在发火器(4)引爆时击穿反应罐(7)一个壁的击穿件,在这种情况下液化气的燃烧气体从反应罐(7)进入空腔(19),再从那里流出外壳进入防撞气囊。为了在液化气体发生器全部工作寿命期间易于打开或击穿反应罐(7)以及有控制和具有重复性地生成气体,建议击穿件(16)以其全部长度击穿反应罐(7)的一个壁,并完全进入反应罐(7)内。

Description

液化气体发生器
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的液化气体发生器。
在汽车的被动安全装置中，用可充气的防撞枕垫防止驾驶员或前座乘客因撞击在方向盘或仪表板上而受伤(也称Air-Bag，气囊)，为了生成气体，使用装固体发射药包的气体发生器，或使用装有处于压力状态的压缩气体的气体发生器(混合式发生器，压缩空气发生器)，或也可使用装有液化气体混合物的发生器，液化气体混合物局部活化地参与燃烧。当使用发生器时，与固体发射药包相比混合气体的优点是众所周知的。气体发生器或还有液化气体发生器存在的一个问题是，处于压力状态的气体必须封闭在一个容器内，这一容器在使用的情况下，亦即在发生器触发工作时，必须按规定打开。
由DE4241221A1已知一种液化气体发生器，用于防止汽车乘客受伤的可充气防撞气囊。此液化气体发生器有一个外壳，外壳内装有一个反应罐，罐内充有液化气。为了引燃液化气，在反应罐中射入一个带溢流通道的击穿件。击穿件的动能通过引爆发火器按烟火学的方式产生。发火器的点火烟雾经溢流通道进入反应罐内部，在那里它们引起液化气体燃烧。在这种情况下产生的燃烧气体经溢流通道流出反应罐进入一个其中设有此击穿件的空腔内。此空腔用爆破薄膜相对于排气腔(通孔)封闭。在达到燃烧气体的最低压力时此爆破薄膜破裂，并因而打开了经排气腔(通孔)从外壳排出燃烧气体的通路。
这种方案的缺点是，击穿件或射击件必须直接贴靠在反应罐上，因为要不然在射击件后面压力会升高，这一压力将阻碍击穿反应罐。除此之外还存在这样的危险，即此射击件负荷不对称，这又会导致击穿时的不可靠性。还有一个严重的缺点是必须使用爆破薄膜，通过它将空腔设计为压力腔。这种爆破薄膜首先是特别昂贵，第二，当只使用一层爆破薄膜时由于排出的气体而产生反弹，从而引起气体发生器不希望有的扭矩。
本发明的目的是改进按权利要求，前序部分所述的液化气体发生器，使得反应罐的打开或击穿得到简化，以及，在全部工作寿命中气体的发生有控制和具有重复性地进行。
为了达到这一目的，按本发明的液化气体发生器建议，在它的外壳内装有一个容纳液化气的封闭的反应罐。在外壳内设有一个空腔，在将反应罐置入后此空腔与之相邻。在空腔内可移动地装有一个击穿件，在发火器引爆时，此击穿件以其全部长度被射击穿过反应罐的壁并整个地进入反应罐中。因此在反应罐的壁被击穿件穿透或捅破后以及击穿件进一步深入在此之前封闭的反应罐中后，存在与击穿件直径有关的联系。
一个重要的优点在于没有用爆破盘隔开的压力腔。因此带来了决定性的价格方面的优点。因为没有爆破盘，所以简单地通过沿直径设置多个排气孔可以做到对称地排气。因此避免了反弹和不希望有的扭矩。另一个优点是此气体发生器结构简单，在一定程度上可以说它仅由旋转对称的零件制成。
击穿件最好是一个实心体。
在按本发明的最佳实施例中，为了改善反应罐壁的击穿/捅破，击穿件设计为弹丸，亦即图柱体上装锥体、球体、圆柱体等。
在最佳实施例中，发火器包括引火剂。
为了触发液化气体发生器，点燃发火器或引火剂。发火器引爆时所产生的燃烧气体将击穿件射穿反应器的壁。在这种情况下，发火器与击穿件互相连接成，在任何情况下都能保证完整地穿透隔壁。由于跟随着的热燃气侵入反应罐，液化气体混合物排入空腔，使液化气体混合物引燃和反应。所产生的燃烧气体经过从空腔出发的溢流通道排出。通过溢流通道的形状、位置和直径可以控制气体的发生，并能重复地进行。因此可以取消在这一区域内使用昂贵的爆破盘。进入溢流通道的燃烧气体经外壳内的排气孔从气体发生器排出，并给折叠好的防撞气囊充气。
如已提及的那样，击穿件最好设计成弹丸形状，以保证可靠和确切地击穿隔壁。击穿件最好与发火器或套管通过断裂边连接起来，因此，只有在达到一个因发火器的燃烧气体引起的确定的压力后，击穿件才能处于具有高能量的运动之中。
按另一种可供选择的方案，在击穿件上设有径向扩大段和/或在导向套管内设一径向收缩段。
为了获得击穿壁所需要的能量，最好在击穿件与发火器之间设一空腔(充分利用燃烧气体)。此空腔内最好充填炸药。此炸药最好是一种烟火技术的发射药粉或引爆混合物，例如硝化纤维、硼-钾硝混合物(Borkaliumnitratmischung)或一种黑色火药混合物。按照本发明，发火器最好设有一个圆柱形导向套管，用于击穿件的导向。
击穿件最好用一种温控可燃的模制件组成，在它进入反应罐后，在气体反应时产生的高温作用下一起燃烧。另一个优点是，在击穿件经孔回移时，由于燃烧，它不再会堵塞溢流通道。击穿件、断裂边和套管最好是模制件。
反应罐要用击穿件击穿的壁最好是一个爆破盘，它最好组合在反应罐密封帽的顶盖中。
其他的特征由附图中给出，下面说明这些附图。其中：
图1按本发明的液化气体发生器剖面；
图2发火器第一种实施例局部剖面；以及
图3发火器第二种实施例剖面。
图1表示按照本发明的液化气体发生器1，它主要由头部2、底部或适配器9和圆柱形排气管10组成。排气管1中设有排气孔11。此外，在排气管10或液化气体发生器1内装有一个设计为自身耐压的瓶子的反应罐7。在此反应罐7内装有液化气或液化气混合物。
反应罐7用作液化气混合物的储罐以及燃烧室。反应罐7的端面用爆破盘5封闭。在这里，爆破盘5组合在密封帽18的顶盖中。密封帽18通过螺纹20拧在头部2中，并形成一个与爆破盘5邻接的空腔19。溢流通道6从空腔19出发通入反应罐7与排气管10之间的中间腔内。此外，在头部2中还装有一个带发火器4的发火器座3。发火器4的前端有一个设计为弹丸的击穿件16，并以此击穿件伸到空腔19内。发火器4位于反应罐7的纵轴线7上。
反应罐7最好用调质钢制成。外壳同样最好用钢或铝制造。
图3表示发火器4的一种方案。发火器4装在发火器座3中。发火器4由引火剂12和在击穿件16与引火剂12之间形成的空腔组成，空腔内充填炸药13。此击穿件16通过模制造型经带有一个断裂边15的套管14与发火器4固定连接。在引爆的情况下，发火器4被引燃，产生的气体和热的颗粒引爆炸药13。由于经套管14和断裂边15与发火器座3固定连接的击穿件16未能处于运动之中，导致由断裂边15的厚度决定的压力升高。在达到某个确定的压力后，使得在击穿件16与套管14之间产生非常迅速的在断裂边15处的断裂。由于有发火器座3的导向套管17，使击穿件16定向加速。击穿件在导向套管中具有由燃烧气体的压力所决定的加速度(短枪管射出原理)。
在击穿件16与发火器座3或发火器4分离后，此击穿件16穿越头部2的空腔19并击穿将燃烧室8内的液化气混合物与头部2或空腔19隔开的爆破盘5(见图1)。通过跟随着击穿件16的发火器4的热气体和热颗粒，点燃了在燃烧室8内的液化气混合物。体积的膨胀通过爆破盘5的开口在头部2的空腔19内进行，并因而开始经由溢流通道6和排气孔11向气囊充气。在头部2的空腔19内气体的发生以及压力的升高，可以通过溢流孔6的位置、直径和通过其数量准确控制。击穿件16可用一种恒温可燃的模制件(塑料或金属)制成，并设计成弹丸。通过在液化气混合物反应时产生的高温，在击穿件16进入燃烧室8内后燃烧击穿件16。
图2表示了一种与图3相比略有不同的击穿件16和炸药13的实施例。在这里击穿件16不是通过断裂边15与套管14或发火器4相连。而且在击穿件16上设有一个径向扩大段31。另一种可供选择的方案是还可以在导向套管上设一个径向收缩段30。这两种措施的作用就象图3中的断裂边15那样，只有在达到了一定的压力后才能使击穿件16定向地加速。

Claims (12)

1.用于可充气的防撞气囊以防汽车乘客受伤的液化气体发生器，它具有-一个外壳，-一个装在外壳内用来存放液化气的封闭的反应罐(7)，-一个在外壳内与反应罐(7)相邻的空腔(19)，-一个发火器(4)，以及-一个可在空腔(19)内运动的击穿件(16)，用于在发火器(4)引爆时击穿反应罐(7)的一个壁，在这种情况下液化气的燃烧气体从反应罐(7)进入空腔(19)，再从那里流出外壳流入防撞气囊，其特征为：击穿件(16)以其全部长度击穿反应罐(7)的一个壁，并完全进入反应罐(7)内。
2.按照权利要求1所述的液化气体发生器，其特征为：击穿件(16)是一个实心体。
3.按照权利要求1或2所述的液化气体发生器，其特征为：击穿件(16)设计成弹丸。
4.按照权利要求1至3之一所述的液化气体发生器，其特征为：击穿件(16)通过一个断裂边(15)与发火器(4)或套管(14)连接。
5.按照权利要求1至4之一所述的液化气体发生器，其特征为：击穿件(16)由一个恒温可燃的模制件制成。
6.按照权利要求4或5所述的液化气体发生器，其特征为：击穿件(16)、断裂边(15)和套管(14)是模制件。
7.按照权利要求1至6之一所述的液化气体发生器，其特征为：发火器(4)设有一个圆柱形的导向套管(17)，用于击穿件(16)的导向。
8.按照权利要求1至7之一所述的液化气体发生器，其特征为：在击穿件(16)上设径向扩大段(31)和/或在导向套管(17)内设径向收缩段(30)。
9.按照权利要求1至8之一所述的液化气体发生器，其特征为：发火器(4)包括引火剂(12)。
10.按照权利要求1至9之一所述的液化气体发生器，其特征为：在发火器(4)与击穿件(16)之间设有一个空腔，该空腔内最好充填炸药(13)。
11.按照权利要求1至10之一所述的液化气体发生器，其特征为：反应罐(7)的一个壁是一个爆破盘(5)。
12.按照权利要求11所述的液化气体发生器，其特征为：爆破盘(5)组合在反应罐(7)密封帽(18)的顶盖中。
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