CN1774357A - 汽车乘客保护系统的气体发生器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车乘客保护系统的气体发生器，其包括：具有排出口(100)且用于存储压缩气体的压缩气体存储器(1)，封闭排出口(100)的爆裂装置(2)以及用于打开排出口(100)且产生气体的触发装置(5)，其中设有至少一个另外的爆裂装置(3)，其中爆裂装置(2、3)在压缩气体存储器(1)封闭的状态下互相支撑并且借助于触发装置(5)产生的气体能够在爆裂装置(2、3)之间建立升高的压力用于胀破爆裂装置(2、3)。本发明提供一种改进的气体发生器，其具有能够可靠地封闭并且被快速反应打开的压缩气体存储器。

Description

汽车乘客保护系统的气体发生器
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分和根据权利要求18的前序部分的用于汽车乘客保护系统的气体发生器。
背景技术
在汽车中用于乘客保护系统的气体发生器用于在发生意外情况下向用于保护乘客气囊填充气体并且使气囊膨胀。依据气囊的使用范围，希望在气囊中的气体压力保持一段相当长的时间，特别是几秒钟。这特别在用于侧面保护的气囊中是必需的，因为汽车的翻转通常持续一定的时间，在这段时间中用于保护乘客的气囊应该被填充满满的。这样长的使用时间通过冷气体发生器可以实现，其中冷的压缩气体作为填充气体。相反，由烟火气体发生器产生的热的气体由于它们迅速地冷却将导致在气囊中的压力相似地快速下降。
冷的气体发生器通常具有压缩气体存储器，其中存储的压缩空气在高压下存储。为了打开压缩气体存储器通常使用烟火固体炸药装料(pyrotechnische Feststoffladun)，其同时有助于填充气囊。那么被称之所谓的混合气体发生器。
对于这些气体发生器的可靠使用的本质是：压缩气体存储器在高的外部温度条件下同样具有安全的密封；以及在触发的情况下压缩空气存储器的快速和可靠的打开。
例如从DE 199 51 672 A1中已知一种这样的混合气体发生器。在这里压缩气体存储器通过爆裂盘气密地封闭。爆裂盘相对于容器的内部压力支撑在支撑装置上，所述支撑装置通过在烟火固体炸药装料的燃烧产生的压力下部分地损坏和/或被移开。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种具有压缩气体存储器的改进的气体发生器，其中压缩气体存储器能够安全地封闭并且能够反应快速地打开。
通过根据权利要求1的一种用于汽车乘客的保护系统的气体发生器将完成本发明的任务。
根据上述权利要求，气体发生器具有带有排出口的用于存储压缩气体的压缩气体存储器，其中排出口被爆裂装置封闭并且为了打开排出口设有能产生气体的触发装置。根据本发明设有至少一个另外的爆裂装置，其中爆裂装置在压缩气体存储器封闭的状态下互相支撑并且借助于触发装置产生的气体能够在爆裂装置之间建立用于胀破爆裂装置的升高的压力。
因此本发明的基本想法是，借助于至少两个爆裂装置封闭压缩气体存储器。爆裂装置能够特别作为爆裂盘或者其他的薄膜构成。通过确定合适的强度值，特别通过爆裂装置的材料选择、厚度和几何形状，它们这样构成，使得它们仅仅在一起能够经得住压缩气体存储器的内部压力。作为这点的结果，当一个第一爆裂装置被破坏时，其它爆裂装置在压缩气体存储器的内部压力下也被破坏。因此通过至少一个爆裂装置的损坏能实现压缩气体存储器的打开。
根据本发明，一个第一爆裂装置的损坏这样实现，即在爆裂装置之间通过触发装置产生的气体建立升高的压力。因此触发装置产生的气体的压力以及附加从里面的爆裂装置传递到外面的爆裂装置的压缩气体存储器的部分内部压力作用于爆裂装置外部。相反，压缩气体存储器的内部压力减去触发装置产生的气体的升高压力并且减去向外面爆裂装置所施加的力作用在里面的爆裂装置上。当达到通过触发装置建立的临界压力时，最外面的爆裂装置因此首先破裂。里面的爆裂装置由于它们的设计不再经得住压缩气体存储器的内部压力因此同样破裂。因此压缩空气存储器被打开。因此可以实现，一方面通过至少两个爆裂装置安全地封闭压缩气体存储器，另一方面能有效且快速地打开压缩气体存储器。
为了在至少两个爆裂装置之间能够建立可靠和有效的升高的压力，有利的是在至少两个爆裂装置之间形成中空空间，其中借助于触发装置产生的气体能建立升高的压力。为了形成中空空间，两个爆裂装置通过间隔元件互相支撑是有利的，因为通过间隔元件尤其中空空间的尺寸能够以简单的方式调节。
由触发装置产生的气体有利地通过进气管被引导到至少两个爆裂装置之间。在节省成本的变型中，进气管直接集成在保持爆裂装置的止动装置上。而且，止动装置能够直接集成于压缩气体存储器的外壳上，所以通过压缩气体存储器的外壳的成形，能够同时制造用于爆裂装置的止动装置以及用于引导由触发装置产生的气体的进气管。
触发装置向压缩气体存储器的简单的分配这样实现，即触发装置的出气口之间相对于进气管设置，其中在出气口和进气管之间存在间隙。因为触发装置的气体以高的速度从出气口中流出，因此产生的气流能够有目的的直接进入到进气管中。因此不要求出气口与进气管的直接连接。因此可以使气体发生器的装配显著地简化。在另一个结构中，仍然也可以将出气口和进气管密封地连接。
如果触发装置的气体同时要用于填充气囊，那么适合于允许触发装置直接流入到前腔中并且然后从前腔中引导到进气管中。此外触发装置在前腔中建立的压力能用于填充气囊。
在本发明的一个改进中气体发生器的特别紧凑的结构尺寸如此实现，使得在爆裂装置之间设有触发装置的产生气体的推进器。产生气体的推进器在这种情况下或者在压缩气体存储器的排出口的整个区域上或者仅仅在两个爆裂装置之间的部分区域上。爆裂装置特别通过推进器互相支撑。为了能够尽可能有效地使用由推进器产生的气体或者能够使用尽可能小的推进器，适合于将在爆裂装置之间的中空空间基本气密地封闭。通过触发装置的推进器在爆裂装置之间的实施例，可以实现气体发生器非常紧凑的结构尺寸。在这种情况下该结构尺寸基本上仅仅通过压缩气体存储器的膨胀确定。触发装置基本上位于压缩气体存储器的封闭中。
此外通过根据权利要求18的特征部分的用于乘客保护系统的气体发生器可以完成改任务。
根据上述权利要求，气体发生器包括具有排出口且用于存储压缩气体的压缩气体存储器，其中排出口通过爆裂装置封闭并且设有用于打开排出口的触发装置。根据本发明，爆裂装置在压缩气体存储器封闭的状态下由至少一个支撑带支撑，其中用于胀破爆裂装置的触发装置作用于支撑带。
在第一个实施例中，支撑带通过至少两个相对端能够被固定在气体发生器上。触发装置在固定端部之间如此作用到支撑带上，使得支撑带通过触发装置被切断。支撑带特别借助于触发装置的热气流被切断。
在第二个实施例中，支撑带一端固定于气体发生器上并且另一个相对端固定在触发装置上。为了打开排出口在触发装置中的支撑带可以从触发装置中释放。这例如可以通过合适的机构实现。
在支撑带断裂之后，压缩气体存储器的内部压力强加于爆裂装置上以致其爆裂。因此爆裂装置和支撑带释放压缩气体存储器的排出口。为了实现安全地支撑爆裂装置，支撑带在一个有利的结构中被导入到连杆中。连杆例如能够集成在用于爆裂装置的制动装置中。能够这样实现爆裂装置的安全支撑，即支撑带在排出口的整个区域中完全覆盖爆裂元件。在一个成本合算的变型中，支撑带在排出口的区域中仅仅部分覆盖爆裂装置。
在这种情况下爆裂装置重新如此构成，使得它仅仅在支撑带的支撑下能经得住压缩气体存储器的内部压力。
附图说明
在下面参考附图详细地说明本发明。其中：
图1示出在压缩气体存储器的排出口区域穿过气体发生器的剖视图；
图2示出在压缩气体存储器的排出口区域穿过气体发生器的剖视图，其中排出口通过两个爆裂装置封闭并且在爆裂装置之间构成有中空空间；
图3示出在具有两个爆裂装置的压缩气体存储器的排出口区域穿过气体发生器的剖视图，所述两个爆裂装置经过间隔元件互相支撑；
图4示出在压缩气体存储器的排出口区域穿过另一个气体发生器的剖视图，其中气体从触发装置首先流入到前腔中；
图5示出在压缩气体存储器的排出口区域穿过气体发生器的剖视图，其中在两个爆裂装置之间设置有产生气体的推进器(Treibsatz)；以及
图6示出在压缩气体存储器的排出口区域穿过气体发生器的剖视图，其中在这里爆裂装置通过支撑带支撑。
具体实施方式
图1以剖视图示出根据本发明的气体发生器的断面。形式为具有外壳11的压缩气体瓶1的压缩气体存储器被填充压缩空气，所述压缩空气在气体发生器触发的时候用于向例如气囊进气。在压缩气体瓶1的外壳11中设有排出口100，压缩气体瓶1中存储的压缩空气能够从该排出口流出。该排出口通过薄膜2、3形式的两个爆裂装置封闭。在这种情况下两个薄膜2、3互相支撑并且在图1所示的实施例中通过在压缩气体瓶1中存在的内部压力向外弯曲。
两个薄膜2、3如此设置，使得它们仅仅在一起能够经得住在压缩气体瓶1中存在的内部压力。相反，两个薄膜2、3中的单独一个都不能经得住内部压力并且在所运用的压力下爆裂。仅仅通过两个薄膜2、3的相互支撑，能够获得压缩气体瓶1的可靠的密封。
两个薄膜2、3保持在固定于压缩气体瓶1的外壳11的止动装置12中。所以通过两个薄膜2、3达到压缩气体瓶1的内部空间的气密的封闭，其中通过指向内部空间方向的薄膜2达到实际的密封。
在止动装置12中设有进气管10，通过进气管由示意性表示的触发装置5产生的气体引导到两个薄膜2、3之间。特别地，触发装置5具有烟火推进器(Treibsatz)并且用于触发气体发生器。这里例如可以使用已知的固体气体发生器作为触发装置5。
在触发装置5中产生的气体通过触发装置的开口51流出。该开口51相对于进气管10设置，所以气体以高的排出速度流入到进气管10中。在这种情况下在开口51和进气管10之间的空气间隙53能够被渡过。进气管10和开口51也不必互相气密地连接。
其中通过进气管以直接密封的方式关闭开口的气密的密封设置在图1中所示的实施例的改进中(这里未示出)。
通过进气管10，由触发装置的气体能够在两个薄膜2、3之间建立增加的压力。当该压力到达临界高度时，两个薄膜中的一个3爆裂，从而然后剩下的薄膜2承受压缩气体瓶1的全部的内部压力。在该内部压力下第二个薄膜2也破裂，所以压缩气体瓶1的排出口100被打开了。
因此在这里通过两个不能单独经得住压缩气体瓶的内部压力的两个薄膜的组合以及通过由触发装置产生的气体额外作用于薄膜，实现排出口100的打开。在这种情况下，两个薄膜2、3中的一个首先破被触发装置所提供的气体破坏掉，因此第二个薄膜由于在压缩气体瓶1中存在的内部压力也破裂了。
在图2中示出该原理的改进。这里压缩气体瓶1重新通过两个薄膜2、3封闭。在这种情况下里面的薄膜2如此保持在集成于压缩气体瓶1的外壳11中的止动装置12中，使得直到它发生明显的弯曲后才与第二个薄膜3接触。通过薄膜2、3的不同成形，特别是关于它们的直径、它们的材料和/或它们的厚度，因此能够获得一个或两个薄膜2、3的不同的弯曲结构。由于弯曲，在两个薄膜之间产生中空空间23。该中空空间基本上被气密地密封并且在图2中所示的实施例中通过进气管10与直接连接到进气管的触发装置5连通。
重新通过由触发装置5产生的气体在两个薄膜2、3之间建立升高的压力，实现压缩气体瓶1的排出口100的打开。在触发装置5中产生的气体通过气体通道10到达在两个薄膜2、3之间的中空空间23。在这里升高的压力快速地建立起来，该压力不仅作用外面的薄膜3还作用于里面的薄膜2。因此由压缩气体瓶1的内部压力减去在中空空间23中建立的压力(也就是说一个减小的压力)作用于里面的薄膜2上。通过流入的空气在中空空间23中建立的高压加上压缩气体瓶1的内部压力的由薄膜2所传递的部分(也就是说一个增加的压力)作用于外面的薄膜3上。因此外面的薄膜3通常首先破裂。里面的薄膜2在由外面的薄膜3支撑的失效之后完全承受在压缩气体瓶1中作用的内部压力并且因此同样损坏。因此排出口100被打开。
在图3中示出在图2中所示的实施例的改进。这里两个薄膜2、3通过间隔元件4互相支撑，所述间隔元件能够构成为间隔盘或者间隔环。因此增大在两个薄膜2、3之间形成的中空空间23或者减小里面薄膜2的弯曲。通过确定间隔元件4的尺寸可以调整在两个薄膜2、3之间的中空空间23的希望体积。
在图4中示出根据本发明的气体发生器的另一构成。压缩气体瓶1设置在气体发生器的外壳9中，其中外壳9能够简单地套在压缩气体瓶1上。压缩气体瓶1重新通过两个薄膜2、3封闭，两个薄膜通过间隔元件4互相支撑。通过在压缩气体瓶1的外壳11中的进气管10，气体能够流入到在两个薄膜2、3之间的中空空间23中。
外壳9具有腔90，由触发装置5产生的气体能够流入到该腔中。由触发装置5产生的气体能够通过在进气管10的开口对面的腔90的开口91而从腔90流入到进气管10中。在这种情况下，在腔90的开口91和进气管10之间的空气间隙能够被渡过，因为气体以高的排出速度有目的的从开口91流入到进气管10中。
因此由于来自腔90的开口91的气体的高排出速度，能获得在两个薄膜2、3之间的中空空间23中所要求的过压。薄膜2、3以已经描述的方式损坏并且压缩气体瓶1的排出口100被打开。
图5示出根据本发明的气体发生器的改进。压缩气体瓶1的排出口100重新通过薄膜2、3气密地密封。薄膜被重新气密地保持在安装在压缩气体瓶1的外壳11上的止动装置12上。在该实施例中，在两个薄膜2、3之间设置有触发装置的推进器55。在这种情况下，推进器55或者在两个薄膜2、3之间的整个表面上延伸，或者仅仅在两个薄膜2、3之间的部分区域延伸，特别是环形。
因此两个薄膜2、3能够通过作为固体构成的推进器55互相支撑。点火接触件56直接与推进器55接触，其中点火接触件在这里通过止动装置12引导。
为了打开排出口100，现在通过点火接触件56点燃推进器55，从而在两个薄膜2、3之间的中间空间23中产生气体。该气体在中空空间23中建立升高的压力，这导致最后根据已知的原理损坏两个薄膜2、3。同样这里两个薄膜如此设置，使得它们仅仅在一起才能够经得住压缩气体瓶1的内部压力。
在图6中示出本发明的改进。这里压缩气体瓶1通过薄膜2封闭，所述薄膜在止动装置12中气密地与压缩气体瓶1的外壳11连接。薄膜2重新如此设置，使得它单独不能经得住压缩气体瓶1的内部压力。因此薄膜2通过支撑带8支撑。在这种情况下，支撑带8或者在排出口10的整个表面上延伸，或者在整个表面的部分区域延伸。通过薄膜2在支撑带8上的支撑，压缩气体瓶1的内部压力能够被吸收。
支撑带8通过相对的端部80、81固定在气体发生器的外壳上并且将从薄膜作用到支撑带8上的力引导到气体发生器的外壳中。在这里支撑带8被引导到设在止动装置12中的连杆13中。为了打开排出口100，支撑带被触发装置50切断。为此由触发装置50的排出口52产生的热气流对准支撑带8。
如果支撑带8被切断，那么它由于压缩气体瓶1的内部压力从连杆导向装置中滑出，从而薄膜2同时被施加全部的内部压力。因此薄膜2被损坏并且释放排出口100。

Claims (28)

1.一种用于汽车乘客保护系统的气体发生器，其包括：具有排出口(100)且用于存储压缩气体的压缩气体存储器(1)，封闭排出口(100)的爆裂装置(2)以及用于打开排出口(100)且产生气体的触发装置(5)，其特征在于，
至少一个另外的爆裂装置(3)，其中爆裂装置(2、3)在压缩气体存储器(1)封闭的状态下互相支撑，并且借助于触发装置(5)产生的气体能够在爆裂装置(2、3)之间建立升高的压力以胀破爆裂装置(2、3)。
2.如权利要求1所述的气体发生器，其中互相支撑的爆裂装置(2、3)这样构成，使得它们仅仅在一起才能够经得住压缩气体瓶存储器(1)的内部压力。
3.如权利要求1或2所述的气体发生器，其中在至少两个爆裂装置(2、3)之间形成中空空间(23)，其中借助于触发装置(5)产生的气体能够建立升高的压力。
4.如权利要求3所述的气体发生器，其中为了形成中空空间(23)，至少两个爆裂装置(2、3)通过间隔元件(4)互相支撑。
5.如权利要求3或4所述的气体发生器，其中至少两个爆裂装置(2、3)具有不同的几何形状，特别是不同的直径，并且根据爆裂装置(2、3)的可调的且不同的变形而构成中空空间(23)。
6.如权利要求3-5中任一项所述的气体发生器，其中中空空间(23)基本上气密地封闭并且仅仅通过进气管(10)可承载触发装置(5)产生的气体。
7.如权利要求6所述的气体发生器，其中进气管(10)设置在保持爆裂装置(2、3)的止动装置(12)中。
8.如权利要求7所述的气体发生器，其中止动装置(12)集成于压缩气体存储器(1)的外壳(11)中。
9.如权利要求6-8中任一项所述的气体发生器，其中进气管(10)直接连接于触发装置(5)的出气口(51)。
10.如权利要求6-8中任一项所述的气体发生器，其中触发装置(5)的出气口(51)相对于进气管(10)设置，其中在出气口(51)和进气管(10)之间存在气体逃逸的间隙(53)。
11.如权利要求6-8中任一项所述的气体发生器，其中进气管(10)通过在气体发生器的外壳(9)中设置的前腔(90)连接于触发装置(5)。
12.如前述权利要求中任一项所述的气体发生器，其中触发装置的至少一个产生气体的推进器(55)设置在爆裂装置(2、3)之间。
13.如权利要求12所述的气体发生器，其中爆裂装置(2、3)通过推进器(55)互相支撑。
14.如权利要求12或13所述的气体发生器，其中在爆裂装置(2、3)之间的中空空间(23)基本上气密地密封。
15.如权利要求12-14中任一项所述的气体发生器，其中用于点燃推进器(55)的点火接触件(56)通过保持爆裂装置(2、3)的止动装置(12)引导。
16.如前述权利要求中任一项所述的气体发生器，其中爆裂装置通过可破坏的薄膜(2、3)构成。
17.如权利要求16所述的气体发生器，其中压缩气体存储器(1)的排出口(100)通过至少一个薄膜(2)气密地封闭。
18.一种用于汽车乘客保护系统的气体发生器，其包括：具有排出口(100)且用于存储压缩气体的压缩气体存储器(1)，封闭排出口(100)的爆裂装置(2)以及用于打开排出口(100)的触发装置(50)，其特征在于，
爆裂装置(2)在压缩气体存储器(1)封闭的状态下由至少一个支撑带(8)支撑并，且用于胀破爆裂装置(2)的触发装置(50)作用于支撑带(8)。
19.如权利要求18所述的气体发生器，其中支撑带(8)通过至少两个相对的端部(80、81)固定在气体发生器上。
20.如权利要求19所述的气体发生器，其中触发装置(50)在固定端部(80、81)之间作用到支撑带(8)上，并且支撑带可通过触发装置(55)被切断。
21.如权利要求20所述的气体发生器，其中支撑带(8)可借助于触发装置(55)的气流被切断。
22.如权利要求18所述的气体发生器，其中支撑带一端固定于气体发生器上并且相对端可释放地固定在触发装置上。
23.如权利要求18-22中任一项所述的气体发生器，其中支撑带(8)被导入到连杆(13)中，该连杆设置在用于爆裂装置(2)的止动装置(12)中。
24.如权利要求18-23中任一项所述的气体发生器，其中支撑带(8)在排出口(100)的区域中仅仅部分覆盖爆裂装置(2)。
25.如权利要求18-23中任一项所述的气体发生器，其中支撑带(8)在排出口(100)的区域中完全覆盖爆裂装置(2)。
26.如权利要求18-25中任一项所述的气体发生器，其中设有至少两个互相支撑的爆裂装置。
27.如权利要求18-26中任一项所述的气体发生器，其中爆裂装置构成为密封排出口(100)的薄膜(2)。
28.如权利要求18-27中任一项所述的气体发生器，其中爆裂装置(2)如此设置，使得它仅仅在支撑带(8)的支撑下才能经得住压缩气体存储器(1)的内部压力。
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