CN117794791A - 双级充气机 - Google Patents

Abstract

一种用于可充气车辆安全装置的双级充气机(10)包括具有第一构件(68)和第二构件(70)的第二级燃烧杯(46)。第一构件和第二构件彼此单独形成并且协作以限定用于接收第二级气体发生材料的内部(64)。

Description

双级充气机

技术领域

本公开总体上涉及一种充气机，该充气机用于为可充气车辆安全装置(诸如可充气安全气囊)提供充气气体。更具体地，本公开涉及一种用于可充气车辆安全气囊的双级充气机，其包括具有可变的气体发生容量的第二级燃烧杯。

背景技术

本章节提供了与本公开相关的背景信息，该背景信息不一定是现有技术。

机动车辆上通常包括可充气乘员约束装置或安全气囊，以为机动车辆的乘员提供冲击保护。在发生事故的情况下，车辆内的一个或多个传感器测量例如异常减速，并且在几毫秒内利用通常被称为“充气机”的装置产生的气体来触发安全气囊充气。已充气的安全气囊缓冲机动车辆乘员受到的冲击力并保护机动车辆乘员免受冲击力的伤害。

在现有技术中已经公开了用于安全气囊充气的各种类型的充气机。在共同转让的美国专利号6,189,927中示出和描述了一种已知的充气机装置。‘927专利的充气机是一种适应性烟火充气机或双级充气机，在两个腔室中具有气体发生材料。气体发生材料由两个点火装置独立地激活。此类充气机的包含气体发生材料的腔室可以被称为“燃烧腔室”，因为其中的气体发生材料被燃烧或以其他方式反应，以产生用于给相关的乘员约束装置充气的气体。美国专利号6,189,927据此以引用的方式并入，如同在本文中完全阐述一样。

在共同转让的美国序列号17/189,336中示出并描述了另一种已知的双级充气装置。本申请的充气机包括限定第一腔室的壳体。第一腔室包含第一气体发生材料。燃烧杯被设置在第一腔室中，并且限定包含点火器材料的内部。第一点火器装置延伸到燃烧杯的内部中。设置在第一腔室中的燃烧杯和盖协作以限定包含第二气体发生材料的第二腔室。燃烧杯包括杯侧壁和开口端。盖通常相对于杯侧壁处于封闭位置以封闭燃烧杯的开口端，并可响应于燃烧杯内的压力增加而远离杯侧壁移动，以将燃烧气体排出燃烧杯。第二点火器装置延伸到燃烧杯中。盖和杯侧壁中的至少一者包括轴向伸长排气几何构造，该轴向伸长排气几何构造响应于盖远离杯侧壁的移动而逐渐显露。美国序列号17/189,336据此以引用的方式并入，如同在本文中完全阐述一样。

虽然已知的用于可充气乘员约束装置的充气机(包括但不限于美国专利号6,189,927和美国序列号17/189,336的充气机)通常被证明适用于它们的预期用途，但是在相关技术中仍然需要不断改进。

发明内容

本章节提供了对本公开的一般概述，并不是对其全部范围或所有特征的全面公开。

本发明技术的一般目的是提供一种双级充气机，其具有固定的第一级性能和可针对特定应用进行调整的可变第二级性能。

根据一个特定方面，本教导内容提供了一种用于可充气车辆安全装置的双级充气机的第二级燃烧杯。第二级燃烧杯包括第一构件和第二构件。第一构件和第二构件彼此单独形成并且协作以限定用于接收第二级气体发生材料的内部。第二构件可包括一定量的第二级气体发生材料，其可被改变以针对特定应用调整充气机的性能。

根据另一特定方面，本教导内容提供了一种用于可充气车辆安全装置的双极充气机。该双级充气机包括壳体以及设置在该壳体中的第一燃烧杯和第二燃烧杯。第二燃烧杯可以是第二级燃烧杯，该第二级燃烧杯包括第一构件和第二构件，该第二构件与该第一构件单独形成并联接到该第一构件。第一构件和第二构件协作以限定用于接收第二级气体发生材料的内部。

根据又一个特定方面，本教导内容提供了一种组装用于可充气车辆安全装置的双级充气机的方法，该双级充气机包括第一杯或第一燃烧杯以及第二杯或第二燃烧杯，该第一杯是包含点火器材料的点火器杯，并且第二杯是包含第二级燃烧材料的第二级燃烧杯。该方法包括将第二级燃烧杯的第一构件插入到充气机的壳体中并且将第一级燃烧杯插入到壳体中。该方法还包括在将第二级燃烧杯的第一构件和第一级燃烧杯插入壳体中之后将第二级燃烧杯的第二构件插入壳体中。该方法还包括当第一构件和第二构件处于壳体中时将第二构件联接到第一构件。

根据本文提供的描述，其他适用领域将变得显而易见。本发明内容中的描述和具体示例仅用于例示说明的目的，并非旨在限制本公开的范围。

附图说明

本文描述的附图仅用于所选实施方案而不是所有可能的实施方式的说明性目的，而无意限制本公开的范围。

图1是根据本教导内容的用于可充气车辆安全装置的充气机的剖视图，示出了在激活之前的充气机。

图2是图1的充气机的另一个剖视图，为了说明的目的，该充气机被示出为没有点火器材料并且没有气体发生材料。

图3是图1的充气机的分解透视图。

具体实施方式

现在将参考附图更充分地描述一个或多个示例性实施方案。提供一个或多个示例性实施方案使得本公开将是透彻的，并且将向本领域技术人员充分传达范围。阐述了许多具体细节，诸如具体部件、装置和方法的示例，以提供对本公开的实施方案的透彻理解。对于本领域技术人员将显而易见的是，不需要采用具体细节，并且示例性实施方案不应被解释为限制本公开的范围。本文没有详细描述熟知的过程、熟知的装置结构和熟知的技术。

短语“连接到”、“联接到”和“与...连通”是指两个或更多个实体之间的任何形式的相互作用，包括机械相互作用、电相互作用、磁相互作用、电磁相互作用、流体相互作用和热相互作用。两个部件可彼此联接，即使它们彼此不直接接触。术语“相邻”指的是彼此物理上非常接近的物品，尽管这些物品不一定直接接触。如本文所用的“示例性”是指用作典型的或代表性的示例或实例，并且不一定是指特别的或优选的。

总体参照附图，示出了根据本教导内容的用于可充气乘员保护装置，诸如可充气安全气囊，的双级充气机，并且该双级充气机通常用附图标记10表示。附图中所示的充气机10是特别适用于乘客侧前安全气囊的双级充气机。然而，应当理解，本教导内容的各个方面可以容易地适于与驾驶员侧前安全气囊和其他安全气囊一起使用。

充气机10通常示出为具有圆柱形外部轮廓，并且包括由两个结构部件形成的壳体12，即第一壳体部分或基部部分14和第二壳体部分或扩散器盖部分16。因此，壳体12可具有大致圆形的横截面。第一壳体部分14和第二壳体部分16可以由钢、铝或其它合适的材料形成，并且可以通过例如惯性焊接彼此固定或以其他方式适当地彼此连接。在所示的特定实施方案中，壳体12可具有大约65.8mm的直径和大约68mm的长度L。然而，应当理解，这些尺寸是示例性的，并且可以在本教导内容的范围内容易地进行调整。

如附图中所示，第二壳体部分16可以被认为是上壳体部分，并且第一壳体部分14可以被认为是下壳体部分。关于壳体部分14和16以及本文其它地方关于其它特征或元件所使用的这些描述符(例如，上和下)以及任何其他方向描述符将被理解为仅仅是为了便于参考附图，并且将不被理解为限制性的。第二壳体部分16为大致倒碗形状，并且包括端壁20和圆柱形侧壁22。侧壁22包括多个间隔开的气体出口24。

第一壳体部分14包括分别由附图标记26和28表示的第一安装开口和第二安装开口，其使用将在下文更详细地讨论。第一壳体部分14可以一体地形成为包括从壳体12径向向外延伸的外周安装托架32。

壳体12被构造成限定内部或腔室34。壳体12的内部34可以是大致圆柱形的。腔室34包含或容纳一定量的第一气体发生材料或第一级气体发生材料36，其通常呈烟火形式，诸如已知用于安全气囊充气机中的第一气体发生材料或第一级气体发生材料。过滤器40围绕第一气体发生材料36。过滤器40可由多层或多圈的金属筛网形成。背胶箔密封件42围绕过滤器40，并且大致邻近侧壁22的内表面。背胶箔密封件42可以将气体发生材料36气密地密封在充气机10内，从而保护气体发生材料36不受环境条件，例如湿气，的影响。

充气机10包括设置在壳体12的内部34内的第一杯或第一燃烧杯44以及第二杯或第二燃烧杯46。第一杯可以是点火器杯或点火器管44，并且第二杯可以是第二级燃烧杯46。第一燃烧杯44可包括圆柱形侧壁48。点火器材料50包含在第一杯44内。第一级点火器装置或第一点火器52经由第一安装开口26安装到壳体12，并延伸到第一杯44中。第二级点火器装置或第二点火器54经由第二安装开口28安装到壳体12，并延伸到第二级燃烧杯46中。就本教导内容而言，应当理解，第一点火器装置52和第二点火器装置54可采用已知的烟火引发装置的形式。这样，第一点火器装置52和第二点火器装置54可包括点火管56、点火管适配器或保持器58以及点火管密封件60。点火器装置52和54通常通过点火管适配器或保持器58安装在壳体12上或与该壳体配合。点火管密封件60通常利用适配器58密封点火管56。

第一杯44可以由不透气材料，诸如金属，形成，圆柱形侧壁48包括多个间隔开的、优选地大致均匀间隔开的气体出口孔62。气体出口孔62通常可以被覆盖(例如，当充气机10处于静止状态或在启动状态之前)，并且通过压敏覆盖物或屏障，诸如通过本领域公知的背胶箔密封包装等，来防止材料通过其中。众所周知，覆盖物可以被选择为当从第一杯44的内部施加预定压力时打开或破裂。

当启动时，点火器材料50的点火导致第一杯44内部的压力增加，随后覆盖物如预定地破裂或打开，以允许由点火器材料50的燃烧产生的点火产物通过出口孔62从第一点火器装置52到达包含在壳体12的内部内的气体发生材料36。造成的点火产物与第一气体发生材料36之间的接触导致第一气体发生材料36的点火和反应。产生的充气气体穿过过滤器40，使箔密封件42破裂，并穿过气体出口24(如图2中的箭头A所示)，并离开充气机10进入相关的安全气囊垫(未示出)。

第二级燃烧杯46在所示的实施方案中示出为由多个离散部件或构件构成，这些离散部件或构件协作以限定内部64，该内部具有用于存储第二气体发生材料66的内部容积。第二气体发生材料66可以是烟火材料的形式，并且与第一气体发生材料36相比，在组成、形状、尺寸或形式上可以相同或不同。如图所示，第二级燃烧杯46可包括第一构件或下部构件68和第二构件或上部构件70，该第一构件或下部构件和第二构件或上部构件单独形成并协作限定接收第二气体发生材料66的内部64。第一构件68和第二构件70可以以本领域公知的任何方式压力配合在一起或以其他方式彼此固定。在本教导内容的范围内，第二级燃烧杯46可另选地包括三个或更多个构件。如下文将更全面地理解的，第二级燃烧杯46内的第二级气体发生材料的量可以变化以调节充气机10的性能。

第二级燃烧杯46的第一构件68可由不透气材料，诸如金属，形成，以包括侧壁72、第一轴向端74和第二轴向端76。第一轴向端是由第二点火器装置54封闭的开口端74。在所示的实施方案中，杯侧壁72是圆柱形侧壁72。第一构件68包括第一直径D₁。

第二级燃烧杯46的第二构件70可类似地由不透气材料，诸如金属，形成，以包括侧壁78、第一轴向端或下轴向端80和第二轴向端或上轴向端82。第一轴向端80和第二轴向端82是开口端。在所示的实施方案中，侧壁78包括邻近第一轴向端80的第一圆柱形部分84和邻近第二轴向端82的第二圆柱形部分86。第一圆柱形部分和第二圆柱形部分分别是第一轴向延伸部分84和第二轴向延伸部分86。第二构件70的第一圆柱形部分84限定容纳在第一构件68的开口上端76内的凸形部分。就这一点而言，第一构件68限定凹形部分。第一圆柱形部分84具有名义上小于第一构件68的第一直径D₁的外径，使得该第一圆柱形部分84可压力配合到第一构件68。在其他实施方案中，第一构件68可限定凸形部分，并且第一圆柱形部分84可限定凹形部分。进一步解释，第一构件68和第二构件70中的一个限定凸形部分，并且第一部分68和第二部分70中的另一个限定容接收凸形部分的部分。

第二构件70的第二圆柱形部分86具有第二内径D₂。第二内径D₂大于第一内径D₁。第二构件70还包括在第一轴向延伸部分84和第二轴向延伸部分86之间的径向延伸凸缘88。

第二构件70的侧壁78的第二圆柱形部分86可包括多个间隔开的、优选地大致均匀间隔开的气体出口孔90。气体出口孔90通常(例如，当充气机处于静止状态或在启动状态之前)可由盖92覆盖，该盖封闭第二构件70的第二端并且在包括气体出口孔90的第二圆柱形部分86的一部分之上轴向延伸。

当被启动时，第二燃烧杯46内的气体发生材料66的燃烧导致第二级燃烧杯46内部的压力增加。第二点火器46内的压力增加使盖92从第二构件70移开，以露出气体出口孔90。同样，产生的充气气体穿过过滤器40并穿过气体出口24(如图2中的箭头A所示)，并离开充气机10进入相关的安全气囊垫(未示出)。

继续参考附图，现在将描述用于组装双极充气机的本教导内容的方法。组装可通过将点火管适配器58插入到壳体12中并且将适配器58焊接到壳体12上来开始。然后可将点火管56和过滤器40插入到壳体12中。在插入第二级燃烧杯46之前，将第一级燃烧杯或点火器管44插入到壳体12中并用点火器材料50装载。接着插入第二级燃烧杯46的第一构件68。在下一个组装步骤中，将第一气体发生材料66装载到壳体中并且可插入第一级减震垫94。然后可以上述方式插入第二级燃烧杯46的第二构件70并将其压力配合到第一构件68。如图所示，第二级燃烧杯46的第二构件70在第一级燃烧杯的开口上端之上径向延伸并覆盖该开口上端。然后将第二气体发生材料66装载到第二级燃烧杯46中。第二气体发生材料的量可根据充气机10的期望性能而变化。插入第二级减振垫96，并且将盖92压力配合到第二构件70。壳体12的扩散器16被放置在适当位置并将其惯性焊接到基部14。本教导内容的第二级燃烧杯46的两构件构造有利地允许在第二级发生剂装载之前装载第一级发生剂。第二级燃烧杯46的第二构件70的扩大容积区域处于密封且独立的第一发生剂装料的顶部之上。

应当理解，根据本教导内容的充气机10可以根据特定可充气约束系统设备和应用可能需要或期望的选定操作条件来提供可调整性能。在操作中，充气气体产生的量或速率两者可以被适当地改变，诸如在车辆碰撞或碰撞事故时，以考虑一个或多个乘员存在的条件。此类充气机性能适应性结果由本教导内容的充气机10的两个分离的且弹道隔离的气体发生材料腔室提供。

例如，可以操作此类充气机10以具有第一级排放，其中点火器材料50被点燃以产生燃烧产物，该燃烧产物被传送到腔室34以燃烧第一气体发生材料36。以此方式，充气气体可以在第一输出水平下产生，而不启动或点燃第二点火器装置54，以激活包含在第二级燃烧杯44中的气体发生材料66。如将理解的，此类操作可能是期望的，以提供最小化的或减小的充气机输出，诸如例如在低速碰撞的情况下可能是期望的。另选地，可以操作根据本教导内容的充气机10，使得第一点火器装置52和第二点火器装置54都被启动。

如将理解的，第一点火器装置52和第二点火器装置54以及第一气体发生材料36和第二气体发生材料66的此类操作和点火可以包括第一点火器装置52和第二点火器装置54的同时或接近同时的启动和点火。此类同时或接近同时的启动可能是期望的，以提供相关联的安全气囊垫的快速充气和展开。例如，响应于高速或严重的车辆碰撞，该快速充气和展开可能是期望的。另选地，响应于检测到中度严重的车辆碰撞，第一点火器装置52和第二点火器装置54的顺序启动和点火可能是期望的。此外，如本领域技术人员所理解的，通过此类顺序启动和点火，第一点火管和第二点火管的启动和点火之间的时间滞后或延迟以及继而第一气体发生材料36和第二气体发生材料66的燃烧可以被调整以满足特定的可充气约束系统设备的特定要求。因此，此类充气机组件特别适于作为自适应输出充气机的应用，因为它们通常可以根据一个或多个选定的操作条件来制造，诸如例如环境温度、乘员存在、座椅安全带使用以及机动车辆的减速速率。

虽然已经示出和描述了本公开的具体实施方案和应用，但是应当理解，本发明不限于本文公开的精确构造和部件。在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以对本公开的方法和系统的布置、操作和细节进行对本领域技术人员显而易见的各种修改、改变和变化。

Claims (10)

1.一种用于可充气车辆安全装置的双级充气机10的第二级燃烧杯46，所述第二级燃烧杯46包括：

第一构件68；和

第二构件70，

其特征在于，所述第二构件70与所述第一构件68单独形成并联接到所述第一构件68，所述第一构件68和所述第二构件70协作以限定用于接收第二级气体发生材料的连续内部64，并且所述第二构件能够从多个容积中选择以改变所述第二级燃烧杯的第二级气体发生容量。

2.根据权利要求1所述的第二级燃烧杯46，其特征在于所述第一构件68包括用于接收第二级点火器装置54的第一轴向端74和相对的第二轴向端76，所述第二轴向端76是开口端，所述第二构件70包括接收所述第一构件68的所述第二轴向端76的开口连接部分80，使得所述第一构件68和所述第二构件70协作以限定连续燃烧室。

3.根据权利要求2所述的第二级燃烧杯46，其特征还在于封闭所述第二级燃烧杯46的开口侧的第二级盖92，所述第二级盖92附接到所述第一构件68并且与所述第二构件70的所述开口连接部分轴向间隔开。

4.根据前述权利要求中的一项所述的第二级燃烧杯46，其特征在于所述第二级燃烧杯46的所述第一构件68和所述第二构件70压力配合在一起。

5.根据权利要求2至4中的一项所述的第二级燃烧杯46，其特征在于所述第二构件70包括第一轴向延伸部分84和第二轴向延伸部分86，所述第一轴向延伸部分84具有第一内径，所述第二轴向延伸部分86具有第二内径，所述第二内径大于所述第一内径。

6.根据权利要求2至4中的一项所述的第二级燃烧杯46，其特征在于，其中所述第二构件70包括第一轴向延伸部分84、第二轴向延伸部分86以及在所述第一轴向延伸部分84和所述第二轴向延伸部分86之间的径向延伸凸缘88，所述第一轴向延伸部分84具有第一内径，所述第二轴向延伸部分86具有第二内径，所述第二内径大于所述第一内径。

7.根据权利要求6所述的第二级燃烧杯46，其特征在于所述第一轴向延伸部分84延伸到所述第一构件68中。

8.根据前述权利要求中的一项所述的第二级燃烧杯46，其特征在于所述第一构件68和所述第二构件70是圆柱形的。

9.根据前述权利要求中的一项所述的第二级燃烧杯46，其特征在于与所述双级充气机10组合。

10.根据权利要求9所述的与所述双级充气机10组合的第二级燃烧杯46，其特征在于：

所述双级充气机10还包括第一级燃烧杯，并且

所述第二构件70的所述第二轴向延伸部分86在所述第一级燃烧杯之上径向延伸。