ES2202218T3 - Capsula fulminante activable inductivamente para sistemas de retencion de pasajeros y circuito de prueba para esta capsula fulminante. - Google Patents
Capsula fulminante activable inductivamente para sistemas de retencion de pasajeros y circuito de prueba para esta capsula fulminante.Info
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Abstract
Cápsula fulminante activable inductivamente para el generador de gas de un sistema de retención de pasajeros en un vehículo automóvil, en particular para el generador de gas de un cojín hinchable de protección frente a impactos, con un alojamiento (2) en forma de bote, el cual está al menos parcialmente lleno de un agente detonante (4), en que fuera del alojamiento (2) está dispuesto al menos un circuito eléctrico primario (9; 9a, 9b) con al menos un arrollamiento primario (10; 10a, 10b), que en el caso de una colisión del vehículo es alimentado con una corriente eléctrica de disparo, y en que dentro del alojamiento (2) está previsto al menos un circuito eléctrico secundario (6), que comprende al menos un arrollamiento secundario, el cual está acoplado inductivamente al por lo menos un arrollamiento primario (10; 10a, 10b), caracterizada porque el al menos un arrollamiento secundario está formado por un hilo de resistencia (8; 8a, 8b) cerrado anularmente en sí mismo, que está dispuesto sobre una plaquita de soporte (15) hecha de material aislante o mal conductor.
Description
Cápsula fulminante activable inductivamente para
sistemas de retención de pasajeros y circuito de prueba para esta
cápsula fulminante.
La invención se refiere a una cápsula fulminante
activable inductivamente para el generador de gas de un sistema de
retención de pasajeros en un vehículo automóvil conforme al
preámbulo de la reivindicación 1.
Una cápsula fulminante de este tipo es conocida a
partir del documento US 5 799 972 A. En este estado de la técnica,
en el circuito eléctrico de disparo está conectado un transformador,
que separa galvánicamente la cápsula fulminante de la fuente de
corriente eléctrica de disparo. En el documento GB 1 416 095 A se
describe una cápsula fulminante, en la que la energía eléctrica
necesaria para el proceso de encendido es introducida por
acoplamiento igualmente de forma inductiva. Para este fin, fuera de
la cápsula fulminante está dispuesto un arrollamiento primario,
mientras que en el interior de la cápsula se encuentra un
arrollamiento secundario. Ambos extremos del arrollamiento
secundario penetran con separación entre sí en un agente detonante
eléctricamente conductor, el cual es llevado a explotar mediante la
corriente eléctrica que lo atraviesa. Finalmente, a partir del
documento US 3 185 093 se conoce una cápsula fulminante activable
inductivamente para diferentes fines de aplicación, en la que el
arrollamiento secundario está colocado sobre un núcleo en el
interior de la cápsula y los extremos del arrollamiento secundario
están unidos a través de un hilo de resistencia que atraviesa el
agente detonante.
La invención tiene como base la tarea de
perfeccionar la cápsula fulminante activable inductivamente del
tipo citado al principio en el sentido de que se eviten de forma
fiable encendidos por error como consecuencia de hilos de
resistencia rotos o corroídos.
Esta tarea se resuelve mediante la cápsula
fulminante activable inductivamente con las características
expuestas en la reivindicación 1. Perfeccionamientos y
estructuraciones ventajosos están indicados en las reivindicaciones
subordinadas.
La invención tiene como base la idea de
reemplazar el hilo de resistencia delgado y con riesgo de rotura de
las cápsulas fulminantes habituales por una estructura
particularmente sencilla y al mismo tiempo insensible.
La invención se explica a continuación más
detalladamente con ayuda de ejemplos de realización:
La figura 1 muestra esquemáticamente un corte a
través de la cápsula fulminante 1 conforme a la invención así
como, en forma de un diagrama de bloques, el correspondiente
circuito de disparo 12 y un circuito de prueba 14. La cápsula
fulminante 1 dispone de un alojamiento 2 en forma de bote, que está
al menos parcialmente lleno de un agente detonante 4. El lado
superior de la cápsula fulminante 1, orientado hacia el espacio
interior del generador de gas no mostrado aquí, está conformado
como disco de rotura 3 o tiene zonas de rotura prevista, de forma
que se asegura que en caso de una colisión del vehículo los gases
calientes de explosión llegan rápidamente y de forma fiable al
interior del generador de gas, donde llevan la carga propulsora a
detonación. El alojamiento 2 está cerrado herméticamente por su
lado inferior mediante un cuerpo de cierre 5. En el interior del
alojamiento 2 se encuentra un hilo de resistencia 8 cerrado en sí
mismo, que atraviesa el agente detonante 4 y que forma un circuito
eléctrico secundario 6. El hilo de resistencia 8 está colocado sobre
una plaquita de soporte 15 hecha de material aislante o mal
conductor. No existen con ello líneas de alimentación eléctricas,
que estén guiadas desde fuera a la cápsula fulminante y puedan ser
con ello motivo de encendidos por error.
Fuera del alojamiento 2 está dispuesto un núcleo
11 hecho de material magnético o magnetizable, denominado en lo
que sigue de forma breve núcleo magnético 11, el cual está rodeado
por un arrollamiento primario 10. El flujo magnético generado por
el arrollamiento primario 10 en conexión con el núcleo magnético 11
está ilustrado mediante una flecha, que atraviesa el cuerpo de
cierre 5 de la cápsula fulminante 1 y el hilo de resistencia 8
cerrado en sí mismo que se encuentra en el alojamiento 2. El
número de espiras del arrollamiento primario 10 está calculado de
tal modo que en el circuito eléctrico secundario se induce una
corriente eléctrica suficientemente fuerte que lleva de forma
fiable al hilo de resistencia 8 a ponerse al rojo o fundirse y
provoca así la explosión del agente detonante 4.
El arrollamiento primario 10 forma junto con un
circuito de disparo 12 un circuito eléctrico primario 9. El
circuito de disparo 12 está conectado a un sensor de impactos 13. En
el caso de una colisión del vehículo, el sensor de impactos 13
envía una señal al circuito de disparo 12, sobre la base de la cual
éste genera una tensión eléctrica alterna suficientemente grande.
La tensión eléctrica alterna puede ser por ejemplo sinusoidal o
rectangular. Es decisivo para el funcionamiento de la cápsula
fulminante simplemente que, como consecuencia de esta tensión
eléctrica alterna, se induce en el lado secundario una corriente
eléctrica alterna que calienta suficientemente el hilo de
resistencia 8.
En paralelo al arrollamiento primario 10 está
conectado un circuito de prueba 14. Éste genera a intervalos
temporales regulares, por ejemplo a intervalos de algunos segundos,
o bien continuamente una tensión eléctrica alterna débil, cuya
frecuencia es claramente distinta a la de la tensión eléctrica
alterna puesta a disposición para el encendido, y que por ejemplo
puede ser por lo tanto muchísimo mayor. En tanto que el hilo de
resistencia 8 forme un circuito eléctrico secundario 6 cerrado, es
decir con otras palabras este circuito eléctrico esté intacto, el
circuito de prueba 14 es cargado en cuanto a potencia de modo
exactamente definido tan pronto como envía sus señales de prueba al
arrollamiento primario 10.
Para llevar a cabo el circuito de prueba 14 es
necesario además de un generador de tensión eléctrica alterna para
la generación de la tensión eléctrica de prueba por lo tanto
simplemente un circuito de conexión, que reconoce una modificación
de la carga debida al circuito eléctrico secundario y emite tras
ello una señal de aviso, que puede ser por ejemplo óptica o
acústica. Un circuito de conexión, en el que una señal de prueba es
introducida por acoplamiento inductivamente en la línea de
alimentación de corriente eléctrica de una cápsula fulminante
habitual de un airbag, es conocido en sí ya a partir de la
publicación DE 38 12 633 C2. A diferencia de este estado de la
técnica, la señal de prueba en el circuito de prueba aquí empleado
es introducida por acoplamiento en un circuito secundario aislado
eléctricamente por completo respecto al entorno, cuyo circuito
secundario está formado por el hilo de resistencia 8. Una ventaja
particular de esta disposición hay que verla en que la señal de
prueba, en tanto que sólo provoca un calentamiento mínimo del hilo
de resistencia, puede ser enviada absolutamente también de forma
ininterrumpida.
En el ejemplo de realización representado en la
figura 2, el circuito eléctrico secundario 6 de la cápsula
fulminante 1 consta igualmente de un anillo cerrado en sí mismo del
hilo de resistencia 8, tal como se explica a continuación más
detalladamente con ayuda de la figura 6.
A ambos lados de la cápsula fulminante 1 están
dispuestos un primer arrollamiento primario 10a y un segundo
arrollamiento primario 10b con respectivamente un núcleo magnético
11a, 11b. Ambos arrollamientos primarios 10a, l0b son alimentados
con corriente eléctrica alterna en caso de una colisión del
vehículo por dos circuitos de disparo 12a, 12b del modo ya expuesto
anteriormente. Los campos magnéticos generados para ello atraviesan
el anillo cerrado compuesto por el hilo de resistencia 8 en igual
sentido, lo que en la figura 2 está simbolizado por una flecha, e
inducen la corriente eléctrica de calentamiento necesaria para el
encendido del agente detonante 4.
Esta estructuración especial de la cápsula
fulminante conforme a la invención hace posible una protección muy
efectiva frente a encendidos por error, que resulten de fallos en
el circuito eléctrico de disparo. Si a saber se calculan las
corrientes eléctricas alternas que fluyen en ambos circuitos
eléctricos primarios 9a, 9b de tal manera que sólo la cooperación
simultánea de ambas calienta el hilo de resistencia 8 a la
temperatura de encendido necesaria, entonces puede entrar en acción
uno de los circuitos eléctricos primarios como consecuencia de
fallos técnicos, sin que se llegue a un encendido por error con
consecuencias fatales. Por supuesto, la cápsula fulminante conforme
a la invención puede estar equipada con más de dos circuitos
eléctricos primarios en cooperación. En un ejemplo de realización
preferido, 4 arrollamientos primarios están dispuestos en torno a
la cápsula fulminante, en que la potencia inductiva de éstos está
calculada de tal manera que sólo la cooperación de 3 circuitos
eléctricos primarios lleva al encendido. El sistema se mantiene por
lo tanto también completamente funcional cuando uno de los
circuitos eléctricos primarios está fuera de servicio. Al mismo
tiempo se evitan de forma segura encendidos por error. Por
supuesto, al menos uno de los circuitos eléctricos primarios puede
estar equipado otra vez con el circuito de prueba 14 anteriormente
descrito.
En la figura 3a se representa en perspectiva cómo
el hilo de resistencia 8, conformado como bucle conductor cerrado,
puede alojarse de forma segura en la cápsula fulminante 1 conforme
a la invención. Para este fin, el hilo de resistencia 8 está fijado
conforme a la invención sobre una plaquita de soporte 15 hecha de
material aislante o mal conductor. La flecha aclara también aquí
cómo es atravesado el circuito eléctrico secundario por el campo
magnético alterno del circuito eléctrico primario con el fin de la
introducción de energía por acoplamiento inductivo. Es ventajoso
que el hilo, como se representa en corte en la figura 3b, esté
colocado en una ranura 16 de la plaquita de soporte 15. Con el
número de referencia 4 se designa nuevamente el agente detonante.
La figura 3c muestra en corte otro ejemplo de realización, en el
que dos hilos de resistencia 8a, 8b anulares están colocados de
forma eléctricamente aislada entre sí a ambos lados de una plaquita
de soporte 15. Si uno de los hilos de resistencia queda fuera de
servicio por ejemplo por corrosión, la cápsula fulminante sigue
permaneciendo completamente funcional. Se entiende por sí mismo que
también varias disposiciones del tipo mostrado en la figura 3c
pueden estar alojadas en una cápsula fulminante conforme a la
invención una junto a otra o apiladas una sobre otra. Es
particularmente ventajoso en este caso que el alojamiento 2 de la
cápsula fulminante 1 esté rodeado inmediatamente por el
arrollamiento primario 10; 10a, 10b, es decir sirva como cuerpo de
arrollamiento para el arrollamiento primario, como es conocido por
lo demás ya a partir de la publicación US 3 185 093 citada al
principio.
En la figura 4 está esbozado un corte a través de
otra forma de realización de una cápsula fulminante 1 conforme a
la invención, activable inductivamente. La cápsula fulminante 1
tiene a su vez un alojamiento 2, que está cerrado herméticamente
por un cuerpo de cierre 5. El cuerpo de cierre 5 adopta ahora el
papel de la plaquita de soporte 15 y está hecho como ésta de un
material aislante o mal conductor. En el cuerpo de cierre 5 está
dispuesta una ranura 16 cerrada en sí misma, que está llena de una
capa metálica 17. La capa metálica 17 adopta el papel del hilo de
resistencia 8 cerrado en sí mismo, empleado hasta ahora. Con ello
resulta, de forma similar al caso de los ejemplos de realización
conforme a las figuras 1 hasta 3, un arrollamiento secundario que
consta exactamente de una espira, y la potencia de calentamiento
necesaria para el encendido se introduce por acoplamiento en la
cápsula fulminante 1 nuevamente por vía inductiva. Para ello, fuera
de la cápsula fulminante 1 están previstos dos arrollamientos
primarios 10a, l0b con una multiplicidad de espiras, los cuales
están arrollados sobre un núcleo magnético 11 común para un mejor
guiado del flujo magnético. En el caso de una colisión del
vehículo, un sensor de impactos 13 envía una señal, ilustrada
mediante una flecha, a dos circuitos eléctricos de disparo 9a, 9b,
cada uno de los cuales envía acto seguido una corriente eléctrica
alterna de disparo al arrollamiento primario loa o respectivamente
10b asociado a él. Toda la disposición está conformada de tal
manera que los flujos magnéticos generados por ambos arrollamientos
primarios están orientados en cada instante en el mismo sentido, es
decir que en conjunto se produce por superposición un flujo
magnético resultante que, como debe indicar la flecha vertical,
atraviesa el circuito eléctrico secundario con las menores pérdidas
posibles. Ambos circuitos eléctricos primarios, como se ha
discutido anteriormente ya de forma exhaustiva, están calculados
por motivos de seguridad de tal manera que la potencia de
calentamiento, que cada uno puede introducir por acoplamiento de
modo inductivo en el circuito eléctrico secundario, no es
suficiente para llevar el agente detonante a explotar. Con ello
están prácticamente excluidos encendidos por error. Sólo cuando
ambos circuitos eléctricos primarios son activados por una señal
del sensor de impactos 13, la capa metálica 17 es calentada tan
fuertemente que se llega al encendido del agente detonante 4. Puede
ser particularmente ventajoso controlar cada uno de los dos
circuitos eléctricos primarios a través de un sensor de impactos 13
separado. Se entiende por sí mismo que pueden emplearse también más
de sólo dos circuitos eléctricos primarios; en una variante más
sencilla, la cápsula fulminante de nuevo tipo puede funcionar
también por supuesto con un único circuito eléctrico primario.
En el ejemplo de realización mostrado en la
figura 5, la cápsula fulminante 1 conforme a la invención no está
cerrada por un cuerpo de cierre 5 separado, sino que tiene un
alojamiento 2 ya cerrado, por ejemplo soldado, en el cual se
encuentra el agente detonante 4. En el interior del alojamiento 2
de la cápsula fulminante 1 está alojada una plaquita de soporte 15
rodeada por el agente detonante 4 y hecha de material aislante o
mal conductor, la cual tiene en cada lado una ranura anular 16, en
la cual está insertada al menos una capa metálica 17. En este
ejemplo existen según ello dos circuitos eléctricos secundarios
eléctricamente aislados entre sí. La flecha vertical aclara
nuevamente el flujo magnético, que genera el al menos un
arrollamiento primario, no representado sin embargo aquí, en caso
de una colisión del vehículo. Este flujo magnético induce en ambos
circuitos eléctricos secundarios corrientes eléctricas, a través de
las cuales ambos son calentados y llevan así el agente detonante 4
a explotar. La cápsula fulminante conforme a la invención sigue
permaneciendo completamente funcional aún cuando uno de los dos
circuitos eléctricos secundarios falla.
En las figuras 6a hasta 6e se esbozan finalmente
de forma respectiva en corte cinco posibilidades de cómo puede
realizarse alternativamente el hilo de resistencia 8 cerrado en sí
mismo conforme a las figuras 1 hasta 3. En el ejemplo de
realización conforme a la figura 6a, en una plaquita de soporte 15
hecha de material aislante o mal conductor está realizada
nuevamente una ranura cerrada en sí misma, que está llena de al
menos una capa metálica 17. Esto corresponde esencialmente al
ejemplo de realización según la figura 5, aunque con la diferencia
de que ahora sólo está previsto un único arrollamiento secundario.
En la forma de realización según la figura 6b, la al menos una capa
metálica rodea la plaquita de soporte 15 por su borde exterior como
un neumático de rueda. La figura 6c muestra una alternativa, en la
que al menos una capa metálica 17 está colocada inmediatamente
sobre la superficie de la plaquita de soporte 15. Para este paso de
fabricación entran en consideración diversos procedimientos, por
ejemplo metalización con ayuda de correspondientes máscaras o
alternativamente un revestimiento de gran superficie con formación
posterior por ataque químico de la deseada estructura conductora.
En el ejemplo de realización según la figura 6d, la plaquita de
soporte 15 ha sido recubierta primeramente de forma completa con al
menos una capa metálica 17 y ha sido dotada luego de un agujero,
de forma que sólo permanece una estructura conductora anular
cerrada en sí misma. Finalmente, la figura 6e muestra una variante
particularmente preferida, en la que un núcleo anular 18 hecho de
material aislante o mal conductor adopta el papel de la plaquita de
soporte 15 habitual. El núcleo anular 18 está recubierto con al
menos una capa metálica 17, de forma que también aquí se obtiene
una estructura conductora cerrada en sí misma, que forma el
circuito eléctrico secundario necesario para la cápsula fulminante
activable inductivamente.
Claims (15)
1. Cápsula fulminante activable inductivamente
para el generador de gas de un sistema de retención de pasajeros en
un vehículo automóvil, en particular para el generador de gas de un
cojín hinchable de protección frente a impactos, con un
alojamiento (2) en forma de bote, el cual está al menos
parcialmente lleno de un agente detonante (4), en que fuera del
alojamiento (2) está dispuesto al menos un circuito eléctrico
primario (9; 9a, 9b) con al menos un arrollamiento primario (10;
10a, 10b), que en el caso de una colisión del vehículo es
alimentado con una corriente eléctrica de disparo, y en que dentro
del alojamiento (2) está previsto al menos un circuito eléctrico
secundario (6), que comprende al menos un arrollamiento secundario,
el cual está acoplado inductivamente al por lo menos un
arrollamiento primario (10; 10a, 10b), caracterizada porque
el al menos un arrollamiento secundario está formado por un hilo de
resistencia (8; 8a, 8b) cerrado anularmente en sí mismo, que está
dispuesto sobre una plaquita de soporte (15) hecha de material
aislante o mal conductor.
2. Cápsula fulminante activable inductivamente
según la reivindicación 1, caracterizada porque la plaquita
de soporte (15) está hecha de vidrio, material cerámico o material
sintético.
3. Cápsula fulminante activable inductivamente
según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la
plaquita de soporte (15) está formada por el cuerpo de cierre (5)
del alojamiento (2) de la cápsula fulminante (1).
4. Cápsula fulminante activable inductivamente
según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada
porque cada uno de los arrollamientos primarios (10; 10a, 10b)
dispone de un núcleo magnético (11; 11a, 11b).
5. Cápsula fulminante activable inductivamente
según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada
porque dos hilos de resistencia (8a, 8b) cerrados anularmente están
dispuestos de forma eléctricamente aislada entre sí en lados
opuestos de la plaquita de soporte (15).
6. Cápsula fulminante activable inductivamente
según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada
porque el hilo de resistencia (8; 8a, 8b) cerrado anularmente está
formado por al menos una capa metálica (17), la cual está colocada
sobre la plaquita de soporte (15).
7. Cápsula fulminante activable inductivamente
según la reivindicación 6, caracterizada porque el hilo de
resistencia (8; 8a, 8b) cerrado anularmente está formado por al
menos una capa metálica (17), la cual está insertada en una ranura
(16) de la plaquita de soporte (15).
8. Cápsula fulminante activable inductivamente
según la reivindicación 6, caracterizada porque la plaquita
de soporte (15) está conformada en forma de un núcleo anular (18),
el cual está recubierto por la al menos una capa metálica (17).
9. Cápsula fulminante activable inductivamente
según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada
porque existen al menos dos circuitos eléctricos primarios (9a, 9b)
así como un circuito eléctrico secundario (6), en que la potencia
eléctrica, que es introducida por acoplamiento por respectivamente
uno de los circuitos eléctricos primarios (9a, 9b) en el circuito
eléctrico secundario, está calculada de tal manera que el agente
detonante (4) no es llevado a explotar.
10. Cápsula fulminante activable inductivamente
según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada
porque la corriente eléctrica de disparo es una corriente eléctrica
alterna sinusoidal o rectangular.
11. Cápsula fulminante activable inductivamente
según una de las reivindicaciones 1 hasta 10, caracterizada
porque está unida a un circuito de prueba (14), que está conectado
en paralelo al por lo menos un arrollamiento primario (10; 10a,
10b) y que envía una señal de tensión eléctrica alterna débil al
por lo menos un arrollamiento primario (10; 10a, 10b), en que el
circuito de prueba contiene un dispositivo que capta una
modificación de la corriente eléctrica alterna que fluye en el por
lo menos un arrollamiento primario (10; 10a, 10b).
12. Cápsula fulminante activable inductivamente
según la reivindicación 11, caracterizada porque el circuito
de prueba (14) genera una señal de aviso en caso de una
modificación de la corriente eléctrica alterna que fluye en el por
lo menos un arrollamiento primario (10; 10a, 10b).
13. Cápsula fulminante activable inductivamente
según la reivindicación 11 ó 12, caracterizada porque la
señal de tensión eléctrica alterna débil es emitida a intervalos
regulares o continuamente.
14. Cápsula fulminante activable inductivamente
según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada
porque la plaquita de soporte (15) está conformada como capa
aislante.
15. Cápsula fulminante activable inductivamente
según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada
porque el alojamiento (2) está cerrado herméticamente por un
cuerpo de cierre (5).
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| DE19961134 | 1999-12-17 | ||
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