ES2263901T3 - Generador de gas. - Google Patents

Generador de gas.

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ES2263901T3
ES2263901T3 ES03028551T ES03028551T ES2263901T3 ES 2263901 T3 ES2263901 T3 ES 2263901T3 ES 03028551 T ES03028551 T ES 03028551T ES 03028551 T ES03028551 T ES 03028551T ES 2263901 T3 ES2263901 T3 ES 2263901T3
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Georg Schonhuber
Inman Reed
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ZF Airbag Germany GmbH
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TRW Airbag Systems GmbH
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Abstract

Generador de gas con una carcasa con una pared interior (14), que limita periféricamente una cámara de fulminante (12), por lo menos un fulminante (16) que desemboca en la cámara del fulminante (12) y una caperuza (22) que limita la cámara del fulminante (12), dispuesta desplazable en un sentido de desplazamiento (R) que se aleja del fulminante (16), a lo largo de la pared interior (14), al activar el generador de gas (10), que tiene una pared periférica cilíndrica (24) y una pared de tapa (30) que se extiende radialmente, donde la pared interior (14) presenta por lo menos un orificio de salida (18) de la cámara del fulminante (12) y la caperuza (22) está realizada de tal manera que antes de la activación del generador de gas (10) tapa el orificio de salida (18) y en el curso de la activación del generador de gas (10) y del desplazamiento de la caperuza (22) en el sentido de desplazamiento (R), deja libre el orificio de salida (18), de manera que el gas generado en la cámara del fulminante(12) puede pasar a una cámara de combustión (20), caracterizado porque la pared periférica (24) tiene un primer tramo (26), que se extiende desde la pared de la tapa (30) en el sentido de desplazamiento (R) y un segundo tramo (28) que se extiende en sentido opuesto, donde los tramos (26, 28) están adosados a la pared interior (14) guiando la caperuza (22) durante su desplazamiento.

Description

Generador de gas.
La invención se refiere a un generador de gas conforme al preámbulo de la reivindicación 1.
Un generador de gas de esta clase se describe, por ejemplo, en la patente US 6.315.322 B1.
La patente US-A- 6.131.948 muestra un generador de gas con una cámara de gas a presión, que está separada de una cámara de fulminante por medio de una membrana. Por medio de un componente desplazable dispuesto entre el encendedor y la membrana, guiado a través de tramos de pared de la cámara del fulminante, al activar el encendedor el componente se desplaza, primeramente de tal manera que se destruye la membrana. A continuación, el componente es desplazado por el gas a presión en sentido opuesto, volviendo al encendedor, con lo cual quedan libres los orificios de salida del generador de gas.
La invención se plantea como objetivo optimizar el comportamiento de un generador de gas de esta clase, poco después de su activación.
Esto se consigue en un generador de gas de la clase citada inicialmente por las características de la reivindicación 1. El segundo tramo de la pared periférica define, junto con la pared de la tapa, un volumen de cámara de fulminante exactamente definido para el inicio del encendido del generador de gas. Debido a la gran longitud de guiado de la caperuza se puede predeterminar con mayor exactitud el movimiento de desplazamiento de la caperuza. También después del desplazamiento de la caperuza y mediante el primer tramo y debido a la forma de la caperuza queda asegurado, en conjunto, que el volumen disponible para la combustión del propelente en la cámara del fulminante y el aumento de volumen estén exactamente definidos. Todos estos puntos contribuyen a que el comportamiento de encendido del generador de gas sea exactamente reproducible y se pueda ajustar de forma definida. Si la caperuza cierra en un principio un orificio de salida en la pared interior también se define claramente por la forma de la caperuza el momento en que queda libre el orificio de salida.
Estas ventajas se logran mediante un generador de gas conforme a la reivindicación 14.
En la cámara del fulminante hay preferentemente una carga propelente que puede servir como carga de refuerzo.
En la forma de realización aquí representada, los tramos de la pared periférica son cilíndricos y tienen iguales diámetros exteriores, por lo que la caperuza simplemente se puede introducir en la cámara del fulminante, que preferentemente es también cilíndrica.
Se ha puesto de manifiesto que se puede conseguir un buen guiado de la caperuza en la cámara del fulminante si la longitud axial del primer tramo se corresponde aproximadamente con la longitud axial del segundo tramo.
Para poder sellar hacia el exterior el volumen encerrado por el segundo tramo y la pared de la tapa así como la carga propelente allí contenida y obtener una resistencia definida al desplazamiento, el primer tramo está adosado por lo menos a la pared interior con una tensión inicial. También el segundo tramo puede estar correspondientemente pretensado.
Se puede determinar un final definido del proceso de desplazamiento y con ello un volumen máximo definido de la cámara del fulminante, si está previsto que el primer tramo haga tope en una parte de la carcasa del generador de gas, al final de su desplazamiento. El tope puede tener lugar naturalmente también en un componente separado de la carcasa, dispuesto en el generador de gas. El primer tramo está realizado preferentemente con tal rigidez que al final del desplazamiento no sufra deformación plástica con el fin de mantener las condiciones de volumen definidas.
En una forma de realización preferida, los tramos pasan del uno al otro en una sola pieza. También la pared periférica y la pared de la tapa están unidas entre sí formando una sola pieza. La caperuza es una pieza conformada de chapa en una sola pieza, estando formadas la pared periférica y la pared de la tapa mediante conformado de la pieza conformada de chapa. De este modo se obtiene también una fabricación económica y un peso reducido de la caperuza.
El primer y/o el segundo tramo pueden estar realizados al menos por tramos, con doble pared, lo que también incrementa la estabilidad de la caperuza. La realización de doble pared se puede conseguir fácilmente mediante un procedimiento de conformado.
La pared periférica está preferentemente volcada por tramos en el interior de la caperuza mediante embutición axial plástica de la pared de la tapa y en la zona vuelta está realizada de doble pared. Para la estabilidad resulta ventajoso si en la zona de doble pared de la pared periférica, el tramo de pared interior queda adosado al exterior.
Otras características y ventajas de la invención se deducen de la siguiente descripción de un ejemplo de realización, haciendo referencia a los dibujos adjuntos. Las figuras muestran:
- Figura 1 un generador de gas conforme a la invención,
- Figura 2 una variante del generador de gas de la figura 1,
- Figura 3 otra variante de un generador de gas,
- Figura 4 una variante del generador de gas de la figura 3 y
- Figura 5 una caperuza para su empleo en un generador de gas según la figura 3.
En las figuras está representado un generador de gas 10 cuya estructura y funcionamiento se corresponde esencialmente con el descrito en la patente US 6.315.322 B1. Por lo tanto, para las características ya conocidas a partir de de esa memoria se remite a ella.
La carcasa del generador de gas 10 tiene un espacio muerto 11 y debajo una pared interior 14 que rodea periféricamente una cámara de fulminante 12, sobre cuyo extremo inferior (en las figuras) está dispuesto un encendedor 16, de tal manera que su extremo superior desemboca en la cámara del fulminante 12. En la pared interior 14 están previstos unos orificios de salida 18, de los cuales aquí sólo está representado uno, a través de los cuales el gas generado en la cámara del fulminante 12 puede pasar a una cámara de combustión 20. La cámara de combustión 20 está cargada con un propelente adecuado que aquí no está representado.
Una caperuza 22, desplazable a lo largo de la pared interior 14, separa el espacio muerto 11 de la cámara del fulminante 12. La caperuza 22 tiene una pared periférica 24 cilíndrica circular, que vista en dirección axial presenta un primer tramo superior 26 y a continuación, debajo, un segundo tramo 28. En el ejemplo que aquí está representado, los diámetros del primer y segundo tramos 26, 28 son iguales y el diámetro de la caperuza 22 y de la cámara del fulminante 12 se han elegido de tal manera que tanto el primero como el segundo tramo 26, 28 quedan adosados a la pared interior 14 con tensión inicial en todo el perímetro.
La caperuza 22 se puede desplazar en dirección axial en el sentido de desplazamiento R (véase la flecha) venciendo una determinada resistencia creada por la tensión inicial en la cámara del fulminante 12.
El segundo tramo 28 está limitado con una pared de la tapa 30 que se extiende radialmente. En el volumen formado por la pared de la tapa 30 y el segundo tramo 28 se aloja una carga propelente 32, que puede asumir, por ejemplo, la función de una cámara de refuerzo para el fulminante 16.
La caperuza 22 está dispuesta de tal manera que antes del encendido, es decir, de la activación del generador de gas 10, tapa el orificio de salida 18.
Antes de la activación del generador de gas 10, la caperuza se encuentra totalmente en el extremo inferior de la cámara del fulminante 12 (el borde inferior del tramo 28 hace tope contra un escalón) y queda dispuesta directamente encima del extremo libre del fulminante 16. De este modo queda exactamente definido el volumen de la cámara del fulminante 12 en la que está contenida la carga propelente 32.
En la forma de realización representada, la caperuza está compuesta por una pieza de chapa embutida de una sola pieza, de manera que tanto el primer tramo 26 como el segundo tramo 28 y también la pared periférica 24 y la pared de la tapa 30 forman un continuo de una sola pieza. La forma de la caperuza 22, que en sección es una "H" se consigue porque la pared periférica se vuelve, mediante embutición axial plástica de la pared de la tapa, por tramos en el interior de la caperuza. Esto da lugar a que el primer tramo 28 sea de doble pared, mientras que el tramo de pared interior queda adosado al exterior. También cabe imaginar realizar adicionalmente también con doble pared el primer tramo 26.
La caperuza 22 puede estar fabricada en lugar de con metal también de un plástico adecuado o de otro material adecuado, pudiendo estar realizada también como pieza fundida o como pieza troquelada doblada, en lugar de como pieza embutida.
Al activar el generador de gas 10 se inflaman primeramente el fulminante 16 y poco después la carga propelente 32. Debido a los gases formados se desplaza, por una parte, entre otras cosas la caperuza 22 hacia arriba, en dirección R, dentro de la cámara del fulminante 12, en un momento determinado, debido a la resistencia al desplazamiento de la caperuza 22 dentro de la cámara del fulminante 12, con lo cual queda libre el orificio de salida 18 que da a la cámara de combustión 20. Debido a los gases calientes que pasan, se inflama el propelente contenido en la cámara de combustión 20. El volumen de la cámara del fulminante 12 aumenta de forma que se puede predeterminar con gran exactitud, mientras que correspondientemente se reduce el volumen del espacio muerto 11.
La tensión inicial de la pared periférica 24 contra la pared interior 14 es tan grande que se obtiene también un sellado que impide el paso del gas al espacio muerto 11 o al resto del generador de gas 10.
Al quemarse la carga propelente que se encuentra en la cámara del fulminante 12 la pared periférica 24 se comprime radialmente contra la pared interior 14, con lo cual aumenta la resistencia al desplazamiento y el efecto de sellado.
El desplazamiento de la caperuza 22 termina cuando el borde axial 211, alejado del fulminante 16 (borde superior) del primer tramo 26, hace tope en una parte de la carcasa o en otro componente dispuesto en la carcasa del generador de gas. La caperuza 22 está realizada de tal manera que el primer tramo 26 presenta una rigidez propia tal que al hacer tope no se produce ninguna deformación plástica de la caperuza 22. De esta manera queda exactamente definido el volumen de la cámara del fulminante, que influye en el comportamiento de combustión de la carga propelente 32. En el ejemplo que está aquí representado, la longitud axial del primer tramo 26 se corresponde aproximadamente con la longitud axial del segundo tramo 28.
La variante del generador de gas 10 representada en la figura 2 se diferencia de la representada en la figura 1 únicamente porque la caperuza 22 está colocada en la cámara del fulminante 12, girada 180º. En este caso es por lo tanto el primer tramo 26 el que es de doble pared y el segundo tramo 28 sólo de una pared simple, con lo cual la estabilidad del primer tramo 26 es mayor que en el ejemplo de la figura 1. Las ventajas del modo de funcionamiento del generador de gas son las que se han descrito anteriormente.
En ambas formas de realización, el aumento de presión en el generador de gas da lugar a deformaciones elásticas de partes de la carcasa 100 a 140, relativamente entre sí. Debido a los movimientos relativos de las partes de la carcasa 100 a 140 entre sí, quedan libres unas vías de flujo (véanse las flechas) de manera que el gas finalmente sale del generador de gas a través de los orificios de salida 150.
En las figuras 3 a 5 se han representado otras posibles formas de la caperuza. Sólo aquellos componentes que son relevantes para la descripción llevan signos de referencia. La restante disposición y el funcionamiento de los generadores de gas representados es como se ha descrito anteriormente.
En la variante representada en la figura 3, la caperuza 322 presenta una pared periférica cilíndrica 324 y una pared de tapa 330 embutida en forma de cubeta. El embutido está redondeado y puede tener, por ejemplo, forma semiesférica. La pared de la tapa 330 está unida de una sola pieza a la pared periférica 324 en uno de los extremos de la caperuza 322. La caperuza 322 va colocada de tal manera en el generador de gas que el extremo libre de la pared periférica 324 está orientado hacia el fulminante 16. La cámara del fulminante 12 está limitada hacia arriba por la pared de la tapa 330, de forma convexa vista desde el interior. Debido al grado de embutido de la pared de la tapa 330, en dirección al fulminante 16, se puede definir exactamente el volumen de la cámara del fulminante 12.
La pared periférica 324 está adosada a la pared interior 14 de la cámara del fulminante 12 con tensión inicial, de manera que es necesario superar una resistencia determinada para poder desplazar la caperuza 322, quedando la cámara del fulminante 12 sellada con respecto al espacio muerto 11 situado encima de la caperuza 322.
También en este caso, igual que en las figuras 4 y 5, al quemarse la carga propelente que se encuentra en la cámara del fulminante 12 (véase la figura 1), se comprime la pared periférica 324 radialmente contra la pared interior 14, con lo cual aumenta la resistencia al desplazamiento y el sellado.
La caperuza 422 representada en la figura 4 tiene una forma semejante a la caperuza 322 representada en la figura 3. Ahora bien, en este caso, la pared de la tapa 430 está embutida en sección en forma de tronco de cono y además la caperuza 422 va colocada en el generador de gas girada 180º en comparación con la caperuza 322 de la figura 3. Vista desde el fulminante 16, la pared de la tapa 430 forma por lo tanto una limitación cóncava de la cámara del fulminante 12.
En la figura 5 está representada otra variante de la caperuza 522. La diferencia con respecto a la caperuza 422 representada en la figura 4 consiste en que el embutido de la pared de la tapa 530 está realizado redondeado en el centro de la pared de la tapa, es decir, sin aristas. En la figura 5 se indican dimensiones, a título de ejemplo, para los diferentes tramos de la caperuza 522. Estas dimensiones se pueden aplicar también a las restantes caperuzas descritas 22, 322, 422. El diámetro D de la caperuza 522 es de 13,3 mm, la altura h de 13 mm y como espesor de pared d se han elegido aquí 0,6 mm y los radios de curvatura del embutido R_{e} o en la transición entre la pared periférica 524 y la pared de la tapa 530, R_{\text{ü}} representan 1,5 mm y 0,9 mm, respectivamente.
También en las formas de realización según las figuras 3 a 5, el borde axial superior 211 de la pared periférica 324, 424, 524 tropieza contra la parte de la carcasa 110, al final de la carrera de desplazamiento.
En las formas de realización según las figuras 1 y 2, la pared de la tapa 30 puede presentar también una forma correspondiente a la pared de la tapa 322, 422, 522.

Claims (16)

1. Generador de gas con una carcasa con una pared interior (14), que limita periféricamente una cámara de fulminante (12), por lo menos un fulminante (16) que desemboca en la cámara del fulminante (12) y una caperuza (22) que limita la cámara del fulminante (12), dispuesta desplazable en un sentido de desplazamiento (R) que se aleja del fulminante (16), a lo largo de la pared interior (14), al activar el generador de gas (10), que tiene una pared periférica cilíndrica (24) y una pared de tapa (30) que se extiende radialmente, donde la pared interior (14) presenta por lo menos un orificio de salida (18) de la cámara del fulminante (12) y la caperuza (22) está realizada de tal manera que antes de la activación del generador de gas (10) tapa el orificio de salida (18) y en el curso de la activación del generador de gas (10) y del desplazamiento de la caperuza (22) en el sentido de desplazamiento (R), deja libre el orificio de salida (18), de manera que el gas generado en la cámara del fulminante (12) puede pasar a una cámara de combustión (20), caracterizado porque la pared periférica (24) tiene un primer tramo (26), que se extiende desde la pared de la tapa (30) en el sentido de desplazamiento (R) y un segundo tramo (28) que se extiende en sentido opuesto, donde los tramos (26, 28) están adosados a la pared interior (14) guiando la caperuza (22) durante su desplazamiento.
2. Generador de gas según la reivindicación 1, caracterizado porque la cámara del fulminante (12) contiene una carga propelente (32).
3. Generador de gas según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los tramos (26, 28) son cilíndricos y tienen un diámetro exterior idéntico.
4. Generador de gas según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la longitud axial del primer tramo (26) se corresponde aproximadamente con la longitud axial del segundo tramo (28).
5. Generador de gas según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque por lo menos el primer tramo (26) está adosado a la pared interior (14) con una tensión inicial.
6. Generador de gas según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el primer tramo (26) hace tope en una parte de la carcasa del generador de gas (10) al final de su desplazamiento.
7. Generador de gas según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el primer tramo (26) es tan rígido que al final del desplazamiento no sufre deformación plástica.
8. Generador de gas según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los tramos (26, 28) se continúan formando una sola pieza.
9. Generador de gas según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la pared periférica (24) y la pared de la tapa (30) están unidas entre sí formando una sola pieza.
10. Generador de gas según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la caperuza (22) es una pieza embutida de chapa de una sola pieza, estando formadas la pared periférica (24) y la pared de la tapa (30) por embutición de la pieza de chapa.
11. Generador de gas según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el primer y/o el segundo tramo (26, 28) están realizados al menos en parte de doble pared.
12. Generador de gas según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la pared periférica (24) está vuelta al interior de la caperuza (22), por tramos, mediante embutición axial plástica de la pared de la tapa (30) y porque en la zona vuelta está realizada de doble pared.
13. Generador de gas según la reivindicación 11 ó 12, caracterizado porque en la zona de doble pared de la pared periférica (24) el tramo de pared interior queda adosado al exterior.
14. Generador de gas con una carcasa con una pared interior (14) que limita periféricamente una cámara de fulminante (12), por lo menos un fulminante (16) que desemboca en la cámara del fulminante (12) y una caperuza (22) que limita la cámara del fulminante (12), dispuesta desplazable en un sentido de desplazamiento (R) que se aleja del fulminante (16), a lo largo de la pared interior (14) al activar el generador de gas (10), que tiene una pared periférica cilíndrica (24) y una pared de tapa (30) que se extiende radialmente y que es una pieza embutida de chapa de una sola pieza, donde la pared periférica (24) y la pared de la tapa (30) están formadas por embutición de la pieza de chapa, caracterizado porque la pared de la tapa (30) está vuelta axialmente hacia el interior de la caperuza (22).
15. Generador de gas según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el borde axial (211) de la pared periférica (24), alejada del fulminante (16), hace tope en una parte de la carcasa del generador de gas (10), al final de su desplazamiento.
16. Generador de gas según una de las reivindicaciones 14 y 15, caracterizado porque la pared interior (14) presenta por lo menos un orificio de salida (18) de la cámara del fulminante (12) y la caperuza (22) está realizada de tal manera que antes de la activación del generador de gas (10) cubre el orificio de salida (18) y en el transcurso de la activación del generador de gas (10) y del desplazamiento de la caperuza (22) deja libre el orificio de salida.
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