CN1188455A - 气囊系统用的带有离心力灰尘分离器的气体发生器 - Google Patents

Abstract

一种气体发生器,特别用于汽车乘客安全气囊充气,备有一个设置有气体生成材料(4)的燃剂容器(3),一个为点燃气体生成材料(4)的电子点火元件(1),离心式灰尘分离器结构的回旋室(25)和一个插管(18),该插管(18)安装在回旋室(25)的对称轴(26)上并插入回旋室。净化后的气流通过上述插管(18)经出流室(27)进入气囊。为了用一紧凑简单的装置改善净化效果,燃剂容器(3)、点火元件(1)、回旋室(25)、插管(18)及出流室(27)安装在同一对称轴(26)上;回旋室(25)、插管(18)和出流室(27)构成一个组件,靠连接件(7)与燃剂容器(3)和点火元件(1)结合。

Description

气囊系统用的带有离心力灰尘分离器的气体发生器

本发明涉及一种气体发生器，特别用于如权利要求1前序部分所述的汽车乘客安全气囊充气。

在气囊气体发生器内的会形成渣子的成气剂燃烧时，除了产生气体外，还产生液态或气态的固体物质。为了避免这些物质直到气体发生器出口才凝聚从而损害气囊，必须在气体发生器内引导气流或粒子流，使得在气体发生器内部已经实现液体或固体的凝聚。

 US4,084,839公开了一种用于乘客安全气囊充气的同类气体发生器，其中点火元件和气体生成材料装在一个壳体内。在通过点火元件点燃气体生成材料时，产生的气流和粒子流冲入回旋室，在回旋室内借助离心力实现灰尘分离。净化后的气流通过插在回旋室中央的插管流入气囊。

该气体发生器的不足是，气流和粒子流净化不完全。

本发明的目的是改进如权利要求1前序部分所述的气体发生器，以达到气流和粒子流的最佳净化效果。此外，该气体发生器还应具有体积小，结构简单的特点。

本发明的目的是通过权利要求1或10特征部分的特征实现的。

本发明一个优选的实施例的特征在于，

-燃剂容器，点火元件，回旋室，插管及出流室安装在同一对称轴上；

-回旋室，插管，和出流室构成一组件，靠连接件与燃剂容器和点火元件相连接。

该实施例以较小体积和简单结构实现了气流和粒子流的最佳净化。

更有利的是，连接是通过一拉紧环实现的。其优点在于，通过拆开拉紧环可以很简单地打开装配好的气体发生器。这在替换如烟火技术构件如点火元件或燃剂容器时是必需的。

在优选的实施例中，连接件有孔，该孔一端与燃剂容器的预定击穿点相通，另一端与紧挨连接件的分配腔相通，其中分配腔在回旋室方向具有开口。

为避免流过不完全反应的作为气体发生材料的成气剂丸，燃剂容器或分配腔内在沿气流路径中装有金属丝网成形件。

在一个优选的实施例中，分配腔的开口与一个同轴环绕回旋室的环腔相连。其中回旋室的周壁在一处或多处沿整个宽度或部分宽度割有槽口，并向内弯曲，从而迫使气流沿切向流入回旋室。回旋室的该槽口端部相互搭接是适宜的。

另外一种实施例特征在于，分配腔通过两个孔直接与回旋室相通，其中回旋室由两条卷绕的螺旋式通道组成，各孔分别与一个通道相通。

通过对气流和粒子流的这种螺旋式导流，在相同的流速下朝中心位置的角速度增大，借此质量较小的颗粒也能分离到气体通道壁上。

在颗粒较少区，即回旋室中央，气流通过插管流入出流室。为了再附加冷却并进一步分离颗粒，插管也可做成螺旋形(如冷却蛇管)。

更有利的是，沿流向在进入环腔的开口前和/或在环腔内和/或在出流室内，装有冷却件如金属丝网。

如果回旋室或螺旋式通道的壁具有粗糙的表面或套筒将更有利。这可通过安装细网或穿孔板来实现。这样即使在较低的流速下颗粒也能从主气流中分离出来，因为颗粒可在粗糙的表面或套筒、细网或穿孔板内分离。

本发明提供的另一种实施例特征在于，回旋室、出流室和插管装在一个直通管内，直通管内至少有一个切向管通向与压力件相连的回旋室。压力件内装有气体生成材料。

该实施例制造成本特别低，结构体积也特别小。

更有利的方式是，压力件与固定件做成一体，该固定件与直通管法兰连接。压力件在该实施例中替换也很容易。

一种特殊实施例的特征在于，直通管包括两个镜象结构的气体发生器。

在所有实施例中，点火元件最好与燃剂容器或压力件做成一体。

下面将结合附图描述本发明其它特征。

图示为：

图1a，b为具有普通式回旋室的气体发生器，

图2a，b为具有螺旋式回旋室的气体发生器，

图3a，b为两个镜象安装在直通管内的气体发生器，

图4为螺旋式插管。

图1a，b所示为本发明提供的气体发生器的两个截面，该气体发生器由两个组件或构件组成。点火元件1和气体生成燃剂4以成气剂片或丸的形式装在第一组件中，即装在燃剂容器3中。燃剂容器3由一个端面呈拱形的柱形壳体36构成。点火元件1这样嵌入该拱形内，即点火元件1的火焰出口与燃剂容器3的柱形壳体36凹口的预定击穿点2对置。燃剂容器3在与点火元件1相反的一端由燃剂容器盖5封闭。在燃剂容器盖5的前方安装了盖形金属丝网成形件8。气体生成材料4位于金属丝网成形件8和点火元件1之间。为固定住气体生成燃剂4，在金属丝网成形件8与气体生成燃剂4之间备有一容积补偿37，该容积补偿37由(例如)金属丝网形成。为固定燃剂容器3，将其嵌入一柱形套38内，在该套端面只有点火元件1的接插套筒39伸出。通过拉紧环28，柱形套38以及燃剂容器3固定在连接件7上。

连接件7中央有一个直通孔6。燃剂容器盖5在此位置备有一预定击穿点29。

在通过接插套筒39点燃电子点火元件1时，点火元件1内产生火焰，该火焰击穿燃剂容器3的柱形壳体36上的预定击穿点2，点燃气体生成燃剂4。产生的气流和粒子流流经金属丝网成形件8。击穿燃剂容器盖5的预定击穿点29，通过连接件7的直通孔6到达分配腔30，分配腔将在后面描述。

为避免流过不完全反应的成气剂片，燃剂容器3内装有金属丝网成形件8。这里金属丝网的网孔宽度远小于成气剂片的大小。由于金属丝网8的盖形结构，可供高温气流和粒子流用的面积比金属丝网成形件8直接贴在直通孔6上的情况明显增大。由此避免了金属丝网的腐蚀。

在气体发生器的第二组件或构件中安装了回旋室25和一个插入其中的插管18，净化后的气流通过插管到达出流室27，再从出流室流入未示出的气囊中。这里燃剂容器3、点火元件1、回旋室25，插管18和出流室27位于共同的对称轴26上。

该第二构件或细件类似于第一组件，同样由外形尺寸相同的柱形套40构成，该套与第一组件的柱形套38通过连接件7上的拉紧环8固定在一起。拉紧环28的固定通过折压实现。

在第二构件中，直通孔6的前方装有一钟形导流板10，从而形成分配腔30。在导流板10或分配腔30的边缘有开口12，该开口通向环绕回旋室25的环腔13。开口12前方和环腔13内部装有冷却件11，14如金属丝网。

这里回旋室25的周壁16在一处沿整个回旋室25的宽度开有一槽口并向内弯曲，由此产生一个进气口15，其中槽口两端相互搭接。这样就强制气流沿切向流入回旋室25。

回旋室的两端面分别是导流板10和加固板9。插管18穿过加固板9中心，一端伸入回旋室25，另一端伸入出流室27。气流通过分布在插管18周壁上的开口19到达出流室27，再从出流室经柱形套40上的开口22流进未示出的气囊。开口22前方同样装有冷却件21如金属丝网。

气流和粒子流穿过连接件7的直通孔6后，到达分配腔30，再从分配腔经开口12进入环腔13。接着气流和粒子流通过进气口15沿切向挤入回旋室25并作旋转运动。作用在颗粒上的离心力迫使颗粒沉积到回旋室内壁17上。原则上气流和粒子流的流动应达到，作用在固态或液态颗粒上的离心力大于作用在它们上的阻力。在颗粒较少区，即回旋室25中央，气流通过插管18经出流室27转向气囊。

本发明的气体发生器以组件结构形式用深冲板件和简单的旋转件，压制件或锻件制成。

图2a，b所示为本发明的另一种实施例。其替换部分在于，金属丝网成形件8不在燃剂容器3内而是与分配腔30做成一体。该实施例当然也可用于图1a，b所示实施例中。

与普通形回旋室结构不同，图2a，b中回旋室呈螺旋形。为此回旋室由一铸件构成。各开口12分别与长形孔31a，31b连通(见图2b)。这些长形孔31a，31b又分别与螺旋形通道32a，32b连通。通过这些螺旋形通道质量较小的颗粒也能分离出来，因为在同样的流速下中心处也就是靠近插管18处的角速度增大。由此颗粒分离到外部的气体通道壁上。

在该实施例中，插管18插入回旋室25内很深，塞满回旋室轴向长度的大约80％。图2a，2b所示的实施例其它部分与图1a，1b所示相同，相同的部分也用相同的符号表示。

图3a-c所示为一种实施例，其中回旋室25、出流室27和插管18安装在一个直通管33内。为使气流和粒子流进入，直通管33内至少有一个切向孔34，该孔与一压力件43相连。为此压力件43与一固定件35做成一体，该固定件与管33法兰连接。压力件43内装有气体生成材料，冷却件和点火元件，因此压力件43构成了一个“小型”气体发生器。固定件35由两部分组成，这两部分通过螺栓20连接。直通管33从固定件的两部分之间穿过。气流和粒子流的净化按照“普通形回旋室”原理，也就是如图1a，b所示。插管18塞入一隔板23内，该隔板通过螺栓24与直通管33相连。直通管33在端部通过栓塞41气密式封闭，栓塞连同密封圈42一起旋入管33中。

图3a，b特别示出了一个有利的实施例，其中管33包括两个镜象结构的气体发生器。该实施例特别适用于汽车侧面气囊系统。

图4所示为插管18的特殊形式。为了附加冷却并进一步分离颗粒，这里插管18呈螺旋形(如同冷却蛇管)。

Claims (15)

1.气体发生器，特别用于汽车乘客安全气囊充气，备有一个设置有气体生成材料(4)的燃剂容器(3)、一个为点燃气体生成材料(4)的电子点火元件(1)、离心式灰尘分离器结构的回旋室(25)和一个插管(18)，该插管(18)安装在回旋室(25)的对称轴(26)上并插入回旋室，净化后的气流通过插管(18)经出流室(27)进入气囊，其特征在于。

燃剂容器(3)、点火元件(1)、回旋室(25)、插管(18)及出流室(27)安装在同一对称轴(26)上；

回旋室(25)、插管(18)和出流室(27)构成一个组件，靠连接件(7)与燃剂容器(3)和点火元件(1)连接在一起。

2.根据权利要求1所述的气体发生器，其特征在于，通过拉紧环(28)实现连接。

3.根据权利要求1或2所述的气体发生器，其特征在于，连接件(7)内有孔(6)，该孔一端与燃剂容器(3)的预定击穿点(29)相通，另一端与紧挨连接件(7)的分配腔(30)相通，其中分配腔(30)在回旋室(25)方向具有开口(12)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的气体发生器，其特征在于，在燃剂容器(3)或分配腔(30)内的气流路径中装有金属丝网成形件(8)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的气体发生器，其特征在于，分配腔(30)的开口(12)与同轴环绕回旋室(25)的环腔(13)相连。

6.根据权利要求5所述的气体发生器，其特征在于，回旋室(25)的周壁(16)在一处或多处沿回旋室整个宽度或部分宽度开有槽口，并向内弯曲，从而迫使气流沿切向流入回旋室(25)。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的气体发生器，其特征在于，分配腔(30)通过两个孔(31a，31b)直接与回旋室(25)相通，其中回旋室(25)由两条螺旋式通道(32a，32b)组成，孔(31a，31b)分别与通道(32a，32b)相通。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的气体发生器，其特征在于，沿流向在开口(12，31a，31b)前和/或在环腔(13)内和/或在出流室(27)内，装有冷却件如金属丝网(11，14，21)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的气体发生器，其特征在于，回旋室(25)或螺旋式通道(32a，32b)的壁具有粗糙的表面或套筒。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的气体发生器，其特征在于，回旋室(25)或螺旋式通道(32a，32b)的壁上装有细网或穿孔板。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的气体发生器，其特征在于，插管(18)呈螺旋形。

12.气体发生器，特别用于汽车乘客安全气囊充气，备有一个设置有气体生成材料(4)的压力件(43)、一个为点燃气体生成材料的电子点火元件，离心式灰尘分离器结构的回旋室(25)和一个插管(18)，该插管(18)安装在回旋室(25)的对称轴(26)上并插入回旋室，净化后的气流通过插管(18)经出流室(27)流入气囊，其特征在于，

回旋室(25)、出流室(27)和插管(18)装在一个直通管(33)内；

-直通管(33)至少有一个切向管(34)通入回旋室(25)，回旋室与压力件(43)相连；

13.根据权利要求12所述的气体发生器，其特征在于，压力件(43)与固定件(35)做成一体、该固定件与直通管(33)法兰连接。

14.根据权利要求12或13所述的气体发生器，其特征在于，直通管(33)包括两个镜象结构的气体发生器。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的气体发生器，其特征在于，点火元件(1)与燃剂容器(3)或与压力件(43)做成一体。

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