CN117734625A - 气体发生器 - Google Patents

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CN117734625A CN202311196700.8A CN202311196700A CN117734625A CN 117734625 A CN117734625 A CN 117734625A CN 202311196700 A CN202311196700 A CN 202311196700A CN 117734625 A CN117734625 A CN 117734625A
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Abstract

一种气体发生器(10)，该气体发送器包括壳体(12)，锥形的燃烧室筛(52)在该壳体中封闭燃烧室(44)。燃烧室筛(52)在端侧被端盖(54)封闭，过滤器元件(60)连接至该端盖，该过滤器元件在过滤器底部(62)的边缘侧具有一个或多个轴向伸出的定中心突起(64)。

Description

气体发生器
技术领域
本发明涉及一种气体发生器。
背景技术
这样的气体发生器尤其用于车辆安全系统，其中气体发生器的应用并不限于此。
已知的是，气体发生器具有燃烧室筛。燃烧室筛尤其用于截留残渣或燃料颗粒，这些残渣或燃料颗粒在启用气体发生器时形成并且可能在形成于气体发生器的壳体内部的燃烧气体气流中被运输。然而，可能不均匀地流经现有技术的燃烧室筛，使得在截留残渣或燃料颗粒时可能发生不均匀的过滤效果。
因此，DE 10 2016 123 312 A1提出，燃烧室筛被实施成锥形件，该锥形件朝向扩散器侧的端部变窄。由此在壳体壁内侧与燃烧室筛外侧之间产生环形空间，经过滤的燃烧气体藉由该燃烧室筛流向扩散器的方向。由于燃烧室筛在相反的轴向端部处(即在端侧)是敞开的，因此须存在封闭扩散器侧的端部的端盖以用于流通。在现有技术中，端盖具有从底部伸出的周向边缘，该周向边缘具有径向向外弯折的板片，这些板片用于对端盖和伸入端盖的燃烧室筛定中心。
发明内容
本发明的目的在于，以更简单并且在流动方面更优化的方式设计已知的气体发生器。
这通过一种气体发生器实现，该气体发生器包括：壳体；具有点火器的点火单元；填充有烟火式燃料的燃烧室；连接在燃烧室下游的扩散器，该扩散器具有至少一个流出开口；在燃烧室中设置在其扩散器侧的端部的燃烧室筛，燃烧室筛具有扩散器侧的端部和点火器侧的轴向相反端部并且从点火器侧的端部朝向扩散器侧的端部变窄、尤其锥形地变尖，其中相反的两个端部是敞开的，其中燃烧室筛的扩散器侧的端部在侧向上与壳体壁间隔开，以形成尤其不含燃料的环形空间；在端侧连接至燃烧室筛的扩散器侧的端部并且封闭燃烧室筛的扩散器侧的端部的端盖，端盖具有底部和底部轴向伸出的周向边缘，周向边缘布置在扩散器的外侧；罐状的过滤器元件，过滤器元件具有过滤器底部和在过滤器底部边缘侧轴向伸出的至少一个定中心突起，过滤器元件利用定中心突起在壳体中被定中心。
根据本发明的气体发生器使用过滤器元件来定中心，其方式为该过滤器元件具有至少一个轴向伸出的定中心突起。迄今为止的过滤器元件是单纯的垫圈。由此可以省去端盖上的板片。因此，可以明显更容易地制造过滤器元件，并且还不存在影响流动引导的板片。
气体发生器还可以包括支撑件，过滤器底部贴靠该支撑件并且该支撑件在流出方向上支撑过滤器元件、端盖和扩散器。
壳体可以朝向扩散器具有尤其呈例如锥形的缩窄部形式的肩部。支撑件贴靠该肩部。因此，支撑件不需要任何其他的紧固件。
在支撑件与缩窄部之间形成中间室，经过滤的燃烧气体藉由该中间室进入扩散器。
支撑件尤其是设有穿通开口的垫圈，该垫圈的弯曲刚度大于端盖和过滤器元件的弯曲刚度。因此，端盖和过滤器元件在烟火式燃料燃烧时不会由于产生的压力和产生的流动而强烈挠曲到使其朝向中间室膨胀。由此，经过滤的燃烧气体的路径仍是可预先确定的并且在截面上足够大。
本发明的变体提出，壳体被与支撑件轴向间隔开的爆裂膜片封闭。由此，扩散器可以作为单独的部分、类似于盖那样安装在壳体上。
爆裂膜片要么紧固在壳体本身上，要么紧固在膜片支架上。该膜片支架例如是一种套筒，该套筒插入壳体的端侧开口并且紧固在其中。该套筒的中心开口被爆裂膜片封闭。
支撑件尤其侧向贴靠壳体，以便在壳体中定中心。
根据本发明的变体，在燃烧室中布置有燃料颗粒以及机械预加载装置。该预加载装置用于朝向扩散器的方向对燃料颗粒进行预加载，使得这些燃料颗粒在多年的行驶运行期间不会相对于彼此运动，也不会相互摩擦。通过预加载装置还增加了燃料装载的密度。
当预加载装置具有横向于燃烧室的纵向延伸部分延伸的、在燃烧室中可移位的垫圈以及对垫圈进行预加载的螺旋弹簧时，则它们可以非常简单并且成本有效地实施。垫圈设有多个开口，以使从点火器引入的热气体和热微粒到达烟火式燃料。
已经证实的是，具有双螺旋形状、即具有变窄的中间区段(相对于轴向延伸部分的中间区段)的螺旋弹簧对于上述目的而言具有非常有利的弹簧特征曲线。
螺旋弹簧可以与壳体的点火器侧的端部轴向间隔开，并且在轴向上通过径向过盈配合来保持在壳体上的该区域中。这意味着，螺旋弹簧不是轴向在其与垫圈相反的端部处支撑在壳体或端壁或点火单元上，而是单纯通过过盈配合被固定在壳体上。这简化了点火单元的引入，尤其当点火单元被实施为具有伸入壳体内部的、用于安置点火器的凸面的端壁。于是，点火单元推入壳体对螺旋弹簧没有任何影响。
气体发生器尤其是具有圆柱形的长形延伸的壳体的管状气体发生器。在壳体的轴向端部处设有点火单元并且在相反的端部处设有扩散器。壳体尤其呈圆柱形并且在燃烧室的区域中、优选地直至点火单元设有相同的截面。
过滤器元件可以不同地实施。过滤器元件可以由丝织物、网状针织物、拉伸金属制成。对此的替代方案是由上下叠置的、彼此横向延伸的线材段构成的网格。这些线材段例如被实施成在两个平面上延伸，其中在每个平面上存在平行延伸的线材段，并且这两个平面的线材段相对于彼此垂直地定向，使得在轴向方向观察，形成网格。
该至少一个定中心突起可以是闭合环绕的壁。该壁一体式地过渡到过滤器底部。例如，壁通过由丝织物或网状针织物或拉伸金属或上述网格制成的垫圈的塑性变形而产生。替代于此，设有多个定中心突起。这些定中心突起由相对于底部弯折的线材段制成。因此，各个线材段相对于过滤器底部轴向伸出，由此这些线材段为燃烧气体提供最小流动阻力。
端盖可以在侧向上向外由周向边缘界定，即不具有伸出的凸片。利用该周向边缘，端盖随后藉由该至少一个定中心突起在侧向上在过滤器元件中被定中心。这意味着，端盖伸入过滤器元件中以定中心。因此，过滤器元件的定中心突起不仅用于过滤器元件本身的定中心，而且同时还用作侧向止挡件以及因此用作端盖的定中心器件。
端盖优选地是无法通流的，即是没有穿通开口的部件。
附图说明
本发明的其他特征和优点从以下说明和以下附图中得出，并参考这些附图。在附图中：
图1示出根据本发明的气体发生器的实施方式，该实施方式并不应被理解为限制性的，
图2示出本发明中使用的过滤器元件的第一变体，
图3示出本发明中使用的过滤器元件的第二变体，
图4示出本发明中使用的过滤器元件的第三变体，以及
图5示出本发明中使用的过滤器元件的第四变体。
具体实施方式
在图1中展示了气体发生器10，在此呈管状气体发生器的形式，该气体发生器具有长形延伸的呈圆柱形管形式的壳体12。壳体12由壳体壁14限定。
在壳体12的轴向端部，壳体被点火单元16封闭，点火器18和助推装料20安置在该点火单元中。
点火单元16具有一体式的罐状壳体22，该壳体具有伸出的凸缘24，该凸缘尤其通过焊接紧固在壳体12的点火器侧的端部上。壳体22的中心流入开口26由爆裂膜片28封闭。
壳体12的相反端部具有由缩窄部构成的肩部30。中心开口32由膜片支架34封闭，该膜片支架承载爆裂膜片36。
膜片支架34被扩散器38包围，该扩散器在圆周上具有均匀分布的流出开口40。
在外侧紧固在壳体12上的螺栓42用于将气体发生器10紧固在车辆上。
在壳体12的内部形成燃烧室44，燃料呈燃料颗粒46的形式安置在该燃烧室中。这种燃料填充物通过预加载装置以双锥形的螺旋弹簧48进行机械预加载，该螺旋弹簧压向设有开口的、能够轴向在壳体12中移位的垫圈50，燃料颗粒46进而贴靠该垫圈。
螺旋弹簧48在其点火器侧的端部通过径向过盈配合而在轴向上被保持在壳体12中，即，螺旋弹簧与凸缘24间隔开。
如在图1中可以看到，点火单元16伸入螺旋弹簧48中。
在燃烧室44的扩散器侧的端部处，燃烧室尤其由燃烧室筛52界定。同样轴向定向并且居中地布置在壳体12中的燃烧室筛52具有点火器侧的截面较大的端部和扩散器侧的截面较小的端部。因此，燃烧室筛52朝向扩散器侧端部逐渐变化、即变窄，其中缩窄部优选锥形地延伸。
燃烧室筛52尤其由孔板构成。
在其两个轴向端部处，燃烧室筛52是敞开的，然而朝向扩散器被紧邻它的端盖54封闭。端盖54具有底部56和从底部朝向点火器侧的端部方向伸出的周向边缘58。
周向边缘58限定端盖54的外端部，即，轴向边缘没有径向向外伸出的凸片或板片。周向边缘58尤其在整个圆周上与壳体12的内侧径向间隔开。
然而燃烧室筛52贴靠周向边缘58内侧。这两个部件不必相互焊接、钎焊或以其他方式彼此紧固。任选地，这两个部件可以松脱地彼此贴靠，即，燃烧室筛52贴靠底部56，然而还可能在气体发生器10外部容易地从端盖54拉出，而不会造成这些部件之一变形。
替代于此，周向边缘58略微向内弯曲并且压在燃烧室筛52上。
端盖54由板件构成并且不具有穿通开口。
罐状的过滤器元件60轴向连接至端盖54，该过滤器元件具有过滤器底部62，从该过滤器底部的边缘侧伸出有一个或多个定中心突起64。
具有多个穿通开口的支撑件66贴靠肩部30并且支撑与其贴靠的过滤器元件60并且在气体流出时在轴向方向上又贴靠过滤器元件的端盖54。
支撑件66优选地是板件，该板件的弯曲刚度大于端盖54和过滤器元件60的弯曲刚度。
过滤器元件60藉由一个或多个定中心突起64在侧向上在壳体12中定中心。多个定中心突起64或一个定中心突起沿端盖54的底部56侧向延伸并且部分在周向边缘58的侧向延伸。由此，端盖54进而在侧向上在过滤器元件60中定中心。
在启用气体发生器10时，向点火器18供应电流并且点燃助推装料20，使得膜片28破裂并且热气体和热微粒流入燃烧室44中。这些气体和微粒在该处点燃燃料颗粒46。气体、燃烧物和残渣流入燃烧室筛52内部。因为其扩散器侧的端部靠近壳体12内侧或以其终止，所有气体、燃烧物和残渣基本上进入燃烧室筛52。经过滤的燃烧气体随后到达壳体12内侧与燃烧室44外侧之间的环形空间68。环形空间68的截面朝向扩散器侧的端部减小，这是有利的，因为在该区域中也有越来越多的气体进入环形空间68。
燃烧气体最终通过环形空间68进入过滤器元件60，残渣在该处沉积。经过滤的燃烧气体流入界定在支撑件66与壳体的缩窄部之间的中间室80中，并且随后穿过之前还被爆裂膜片36封闭的开口流入扩散器38中，燃烧气体经由流出开口40离开扩散器。
图2示出过滤器底部62的实施方式，该过滤器底部在此由丝织物制成。在此，一些线丝在过滤器底部62的边缘侧轴向弯折并且自由地终止。这些线端部构成定中心突起64。
而图3示出由网状针织物制成的过滤器元件60。这种网状针织物可以例如通过使先前制造的圆盘的边缘变形而获得其略微呈罐状的形状。替代性地，在制造针织物时构成限定周向边缘以及因此定中心突起64的、轴向伸出的边缘。
图4进而示出优选由单条线材件制成的过滤器元件60，其中线材在两个平面上相应蛇形弯曲地延伸并且具有处于上平面的平行的线材段82和处于下平面的线材段84，在轴向方向上观察，这些线材段随后彼此垂直地延伸。然而过滤器元件60还可以由多条、优选两条单独的线材件构成，其中这些线材随后可以彼此对应地连接、尤其焊接。
在该网格的边缘处，相邻的线材段的U形端部在轴向方向上弯折，以形成定中心突起64。
最后，图5示出由塑性成形的拉伸金属制成的过滤器元件60，该过滤器元件具有闭合环绕(仅被拉伸金属的缝隙中断)的定中心突起64。

Claims (16)

1.一种气体发生器(10)，包括：
壳体(12)；
具有点火器(18)的点火单元(16)；
填充有烟火式燃料的燃烧室(44)；
连接在所述燃烧室(44)下游的扩散器(38)，所述扩散器具有至少一个流出开口(40)；
在所述燃烧室(44)中设置在其扩散器侧的端部的燃烧室筛(52)，所述燃烧室筛具有扩散器侧的端部和点火器侧的轴向相反端部并且从所述点火器侧的端部朝向所述扩散器侧的端部变窄、尤其锥形地变尖，其中所述轴向相反的两个端部是敞开的，其中所述燃烧室筛(52)的扩散器侧的端部在侧向上与壳体壁(14)间隔开，以形成尤其不含燃料的环形空间(68)；
在端侧连接至所述燃烧室筛(52)的扩散器侧的端部并且封闭所述燃烧室筛(52)的扩散器侧的端部的端盖(54)，所述端盖具有底部(56)和从所述底部(56)轴向伸出的周向边缘(58)，所述周向边缘布置在所述燃烧室筛(52)的扩散器侧的端部；罐状的过滤器元件(60)，所述过滤器元件具有过滤器底部(62)和在所述过滤器底部(62)边缘侧轴向伸出的至少一个定中心突起(64)，所述过滤器元件(60)利用所述定中心突起在所述壳体(12)中被定中心。
2.根据权利要求1所述的气体发生器(10)，其特征在于，有支撑件(66)，所述过滤器底部(62)贴靠所述支撑件并且所述支撑件在流出方向上支撑所述过滤器元件(60)、所述端盖(54)和所述燃烧室筛(52)。
3.根据权利要求1或2所述的气体发生器(10)，其特征在于，所述壳体(12)朝向所述扩散器(38)具有尤其呈缩窄部形式的肩部(30)，所述支撑件(66)贴靠所述肩部。
4.根据前述权利要求2至3之一所述的气体发生器(10)，其特征在于，在所述支撑件(66)与所述缩窄部之间形成中间室(80)。
5.根据前述权利要求2至4之一所述的气体发生器(10)，其特征在于，所述支撑件(66)是设有穿通开口的垫圈，所述垫圈的弯曲刚度大于所述端盖(54)和所述过滤器元件(60)的弯曲刚度。
6.根据前述权利要求2至5之一所述的气体发生器(10)，其特征在于，所述壳体(12)被轴向与所述支撑件(66)间隔开的爆裂膜片(36)封闭。
7.根据前述权利要求2至6之一所述的气体发生器(10)，其特征在于，所述支撑件(66)侧向贴靠所述壳体(12)，以便在所述壳体(12)中定中心。
8.根据前述权利要求之一所述的气体发生器(10)，其特征在于，在所述燃烧室(44)中布置有燃料颗粒(46)以及机械预加载装置，所述机械预加载装置在扩散器(38)的方向上对所述燃料颗粒(46)进行预加载。
9.根据权利要求8所述的气体发生器(10)，其特征在于，所述预加载装置包括横向于所述燃烧室(44)的纵向延伸部分延伸的、能够移位到所述燃烧室(44)中的垫圈(50)以及对所述垫圈(50)进行预加载的螺旋弹簧(48)。
10.根据权利要求9所述的气体发生器(10)，其特征在于，所述螺旋弹簧(48)具有带有变窄的中间区段的双锥形形状。
11.根据权利要求9或10所述的气体发生器(10)，其特征在于，所述螺旋弹簧(48)与所述壳体(12)的点火器侧的端部轴向间隔开并且在轴向上通过径向过盈配合而被保持在所述壳体(12)上，和/或所述点火单元(16)轴向伸入所述螺旋弹簧(48)中。
12.根据前述权利要求之一所述的气体发生器(10)，其特征在于，所述气体发生器(10)是管状气体发生器，所述管状气体发生器具有圆柱形的长形延伸的壳体(12)，在所述壳体的轴向端部设有所述点火单元(16)并且在所述相反的端部处设有所述扩散器(38)。
13.根据前述权利要求之一所述的气体发生器(10)，其特征在于，所述过滤器元件(60)由丝织物、网状针织物、拉伸金属或通过上下叠置的彼此横向延伸的线材段(82，84)构成的网格制成。
14.根据权利要求13所述的气体发生器(10)，其特征在于，所述定中心突起(64)是闭合环绕的壁，所述壁一体式地过渡到所述过滤器底部(62)中；或设有多个定中心突起(64)，所述多个定中心突起由相对于所述过滤器底部(62)弯折的线材段构成。
15.根据权利要求14所述的气体发生器(10)，其特征在于，所述弯折的线材段是平行延伸的线材段(82，84)之间的线材端部或U形线材段。
16.根据前述权利要求之一所述的气体发生器(10)，其特征在于，所述端盖(54)侧向向外被所述周向边缘(58)界定并且利用所述周向边缘(58)藉由所述至少一个定中心突起(64)在侧向上在所述过滤器元件(60)中被定中心。
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