ES2292802T3 - Soporte del recipiente unitario, base y barra de cortocircuito de un microgenerador de gas y microgenerador de gas que utiliza el mismo. - Google Patents
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Abstract
1. Recipiente unitario, base y soporte de la barra de cortocircuito (210) para un microgenerador de gas comprendiendo: i) un par de clavijas de contacto (211, 211¿) herméticamente cerradas a través del recipiente (2) y caracterizado porque ii) una barra de cortocircuito está montada en el interior del soporte de la barra de cortocircuito para cortocircuitar las clavijas de contacto (211, 211¿) cuando el recipiente unitario, base y soporte de la barra de cortocircuito (210) no está enclavijado con un conectador.
Description
Soporte del recipiente unitario, base y barra de
cortocircuito de un microgenerador de gas y microgenerador de gas
que utiliza el mismo.
La presente solicitud se refiere a
microgeneradores de gas.
Los microgeneradores de gas son pequeños
dispositivos pirotécnicos utilizados para generar presión de gas
para producir trabajo. Son fabricados por una serie de
suministradores que incluyen LivBag (una empresa afiliada de
AutoLiv), Special Devices, Inc., Davey Bickford, Nipón Kayaku,
Takata Kogyo, OEA y otros.
En los automóviles modernos, los cinturones de
seguridad a menudo están instalados con elementos de tensión
previa, diseñados para retraer y apretar un cinturón de seguridad
alrededor de un pasajero en el automóvil, no meramente para evitar
su extensión adicional. Los elementos de tensión previa
frecuentemente utilizan un microgenerador de gas que es encendido
por un mecanismo de sensor que indica, por ejemplo, la rápida
desaceleración del automóvil. El microgenerador de gas está
contenido en un extremo de un cilindro el cual contiene también un
pistón. Cuando se enciende el generador, el pistón es accionado
hacia dentro del cilindro y aplica presión al cinturón de
seguridad, retrayéndolo y apretándolo alrededor del pasajero.
Los microgeneradores de gas se utilizan
igualmente para instarlos en globos de aire (airbags) de automóviles
y para una serie de otros propósitos relacionados con la
seguridad.
Se entenderá rápidamente que un microgenerador
de gas empleado en un automóvil, incluso aunque nunca se encienda
durante la vida del automóvil, y sea capaz de encenderse sólo una
vez, debe ser extremadamente fiable y es crítico que el generador
no esté sometido a daños debidos a las condiciones medioambientales
y al envejecimiento que no lo encenderían cuando sea adecuadamente
iniciado e igualmente que no sea fácilmente sujeto de un inicio
inapropiado cuando no está colocado en su alojamiento. Por esta
razón, se requiere una junta hermética alrededor de las cargas y
del elemento de ignición y se requiere un dispositivo de
cortocircuito para evitar una iniciación involuntaria.
Un microgenerador de gas típico, el cual es
globalmente cilíndrico, provisto de un diámetro mayor de
aproximadamente 17 mm y una longitud de aproximadamente entre 28
mm, se ilustra en sección transversal en la figura 1. En esa
figura, dos clavijas de contacto metálico 1, 1' pasan a través de un
recipiente polimérico 2. Las clavijas, las cuales están
herméticamente cerradas a través del recipiente 2, tal como por
ejemplo por moleteado de apoyo de las clavijas o la utilización de
un adhesivo alrededor de las cabezas de las clavijas, transportan
corriente desde una fuente externa (por ejemplo, el circuito de
control que responde a una desaceleración rápida, cuando el
microgenerador de gas se utiliza en un elemento de tensión previa de
un cinturón de seguridad del automóvil) hasta un cable de puente
metálico o un elemento de ignición de puente similar 3 (tal como por
ejemplo un puente semiconductor, véase, por ejemplo, la patente
americana US Nº 5,912,427), el cual cuando es activado
eléctricamente con una señal apropiada, produce un arco de alta
temperatura o chispa para iniciar la explosión de una carga
primaria 4 que rodea al cable del puente 3. Frecuentemente, pero no
en el ejemplo de esta figura, la carga primaria 4 está contenida en
el interior de un soporte en forma de copa o vasija interior que
está unido a la parte superior del recipiente. El recipiente 2 está
fijado en el interior de una base metálica 5, típicamente unidos
mediante un rebordeado y herméticamente cerrado en su interior,
típicamente mediante un anillo tórico 6. El conjunto del recipiente
y la base y las clavijas asociadas y el cable del puente están
unidos mediante rebordeado en el interior de una vasija metálica de
salida 7 (algunas veces referida como vasija directora), la cual
contiene una carga secundaria 8 para producir la salida de presión
de gas necesaria en la ignición mediante la carga primaria 4 y
herméticamente cerrada mediante un anillo tórico 9. Típicamente, un
conjunto de pinza de cortocircuito 10, que consiste en un soporte
polimérico y una pieza conformada de metal de resorte sostenida en
el interior del recipiente, no ilustrado en detalle en esta figura,
está colocado en el interior de la pieza inferior de la base 5 por
debajo del recipiente 2 de forma que el metal de resorte está en
contacto con ambas clavijas metálicas 1, 1' y forma cortocircuito
entre ellas cuando el generador no está montado, evitando la
ignición accidental del generador. La pieza inferior de la base está
típicamente instalada con enchufes 11 para acoplar una pinza del
mazo de cables del automóvil, que transporta cables del disparo
desde el circuito del sensor. El generador está colocado en el
interior del elemento de tensión previa del cinturón de seguridad
del asiento y la pinza está fijada a la base y la fijación de la
pinza a la base separa el metal de resorte del conjunto de pinza de
cortocircuito de las clavijas del generador, permitiendo que el
generador se encienda cuando se proporciona una señal eléctrica
apropiada mediante el circuito del sensor.
El diseño de la técnica anterior, aunque
ampliamente adoptado, tiene una serie de desventajas:
(1) existe un gran número de componentes
independientes, los cuales deben ser fabricados y montados. Esto
resulta en elevados costes de fabricación y la necesidad de
tolerancias precisas para evitar la falta de correspondencia
durante el montaje;
(2) existen cuatro trayectorias de cierre
hermético: las dos clavijas a través del soporte, el soporte a la
base (anillo tórico) y la base a la vasija de salida (anillo
tórico). Cada uno de los componentes alrededor de estas juntas debe
ser fabricado y alineado con precisión para asegurar una junta
hermética; y
(3) un conjunto de pinzas de cortocircuito
separadas se debe fabricar e insertar en el interior del
microgenerador de gas para evitar una descarga accidental. Esto
requiere la fabricación y el montaje de componentes adicionales lo
que añade costes y complejidad.
Durante el proceso de fabricación, se utiliza un
gas de prueba (tal como por ejemplo criptón) para determinar si el
microgenerador de gas tiene una junta hermética. El generador se
coloca en una cámara de presión y se permite que el gas de prueba
llene la cámara bajo presión y se equilibre. El gas de prueba es
evacuado entonces de la cámara y se verifica el generador con un
detector adecuado, por ejemplo un contador gama, para determinar si
el gas de prueba ha entrado y se fuga del generador.
Ejemplos de microgeneradores de gas y elementos
de ignición se proporcionan, por ejemplo, en las patentes
americanas Nº 5,647,924; 5,648,634; 5,711,531; y 5,728,964.
El documento
EP-A-1 030 159 describe un
microgenerador de gas con un varistor compuesto de un conjunto de
capas delgadas, por ejemplo capas delgadas de óxido de cinc, fijadas
a las áreas conductoras a fin de proteger el inflamador de
descargas electroestáticas de alta tensión.
Existe por lo tanto necesidad no cumplida de un
diseño más simple y menos caro de un microgenerador de gas, que
requiera pocos componentes independientes.
La invención se establece en las
reivindicaciones adjuntas.
En un primer aspecto, esta invención es un
recipiente unitario, base y soporte de la barra de cortocircuito
para un microgenerador de gas.
En un segundo aspecto, esta invención es un
recipiente unitario, base y soporte de la barra de cortocircuito
para un microgenerador de gas, adicionalmente comprendiendo un
soporte de la carga primaria que es unitario con el soporte del
recipiente, base y barra de cortocircuito.
En un tercer aspecto, esta invención es un
recipiente unitario, base y soporte de la barra de cortocircuito de
los aspectos primero y segundo de la invención para un
microgenerador de gas, adicionalmente comprendiendo un par de
clavijas de contacto herméticamente cerradas a través del
recipiente.
En un cuarto aspecto, esta invención es un
recipiente unitario, base y soporte de la barra de cortocircuito
del tercer aspecto de esta invención, adicionalmente comprendiendo
una barra de cortocircuito montada en el interior de la barra de
cortocircuito para cortocircuitar las clavijas de contacto cuando el
recipiente unitario, base y soporte de la barra de cortocircuito no
está enclavijado con un conectador.
En un quinto aspecto, esta invención es un
recipiente unitario, base y soporte de la barra de cortocircuito de
cualquiera de los aspectos primero a cuarto de la invención para un
microgenerador de gas, adicionalmente comprendiendo por lo menos
una ventilación para permitir el escape libre de gas desde el
volumen no cerrado herméticamente del generador en el interior del
cual está montado el recipiente unitario, base y soporte de la
barra de cortocircuito.
En un sexto aspecto, esta invención es un
recipiente unitario, base y soporte de la barra de cortocircuito de
cualquiera de los aspectos primero a quinto de la invención para un
microgenerador de gas, adicionalmente comprendiendo una
característica de enclavijado en la base para enclavijar el
recipiente unitario, base y soporte de la barra de cortocircuito
con un conectador.
En un séptimo aspecto, esta invención es un
recipiente unitario, base y soporte de la barra de cortocircuito
del sexto aspecto de la invención para un microgenerador de gas,
adicionalmente comprendiendo una característica de enclavamiento
para orientar el recipiente unitario, base y soporte de la barra de
cortocircuito con el conectador.
En un octavo aspecto, esta invención es un
microgenerador de gas que incorporan el recipiente unitario, base y
soporte de la barra de cortocircuito de cualquiera de los aspectos
primero a séptimo de esta invención. Un microgenerador de gas de
este tipo consta esencialmente de:
(a) el recipiente unitario, base y soporte de la
barra de cortocircuito de la reivindicación 1;
(b) un par de clavijas de contacto paralelas que
se extienden a través del recipiente unitario, base y soporte de la
barra de cortocircuito y que están herméticamente cerradas en su
interior, de forma que cada clavija tiene una cabeza que sobresale
por encima de la parte superior de una parte de soporte del
recipiente unitario, base y soporte de la barra de cortocircuito y
un cuerpo que sobresale a través de la parte de la base del
mismo;
(c) una barra de cortocircuito montada sobre la
base y cortocircuitando los cuerpos de las clavijas de contacto;
(d) un elemento de ignición que conecta las
cabezas de las clavijas de contacto;
(e) una carga primaria adyacente al elemento de
ignición y adaptada para ser encendida por el mismo;
(f) opcionalmente, una carga secundaria para ser
encendida por la carga primaria;
(g) un único anillo tórico, asentado sobre un
resalte exterior de la base del recipiente unitario, base y soporte
de la barra de cortocircuito, el resalte encarado hacia arriba hacia
el recipiente; y
(h) una vasija de salida, montada por encima del
recipiente unitario, base y soporte de la barra de cortocircuito a
partir de la dirección del recipiente, acoplada de forma hermética
con la base del mismo mediante la comprensión del anillo tórico y
rebordeada alrededor de un borde inferior de la base del mismo.
En un noveno aspecto, esta invención es un
procedimiento de montaje del microgenerador de gas del octavo
aspecto de esta invención.
La figura 1 es una sección transversal de un
ejemplo de un microgenerador de gas de la técnica anterior.
La figura 2 es una sección transversal en
despiece de un ejemplo del recipiente unitario, base y soporte de
la barra de cortocircuito del segundo aspecto de esta invención,
representado junto con la vasija exterior y la junta de anillo
tórico que formarán un microgenerador de gas herméticamente
cerrado.
La figura 3 es una sección transversal de la
misma sección que se representa en la figura 2.
La figura 4 es una sección transversal
perpendicular a la sección transversal de la figura 3.
La figura 5 es una vista en perspectiva superior
del recipiente unitario, base y soporte de la barra de cortocircuito
de la figura 2.
La figura 6 es una vista en perspectiva inferior
del recipiente unitario, base y soporte de la barra de cortocircuito
de la figura 2.
La figura 7 es una vista desde abajo del
recipiente unitario, base y soporte de la barra de cortocircuito de
la figura 2.
La figura 8 es una sección transversal de un
microgenerador de gas del octavo aspecto de esta invención, que
incorpora el recipiente unitario, base y soporte de la barra de
cortocircuito del primer aspecto de esta invención.
La figura 9 es una vista en perspectiva del
microgenerador de gas de la figura 8 desde abajo y hacia el lado de
la base.
Definición: "unitario" significa fabricado
en una única pieza, tal como por ejemplo mediante moldeo o similar.
El recipiente unitario, base y soporte de la barra de cortocircuito
de esta invención estará fabricado de un material tal como por
ejemplo polímero, en particular un polímero técnico reforzado con
fibra (reforzado con vidrio o bien otro material de refuerzo
fibroso de tipo conocido en la técnica para el refuerzo de
polímeros).
Tales polímeros adecuados son los que tienen una
resistencia mecánica considerable especialmente a elevadas
temperaturas, porque es crítico que la base del microgenerador de
gas (es decir, el recipiente unitario, base y soporte de la barra
de cortocircuito cuando está rodeado por la vasija exterior) en
contacto con el conectador con el cual está enclavijada no debe
permitir el escape de gas desde el generador a través de la base, o
alrededor de las clavijas o de la junta de anillo tórico, cuando el
generador es encendido. Incluyen poliésteres técnicos tales como
polibutileno tereftalato, polibutileno naftalato y similares;
poliamidas de alta resistencia tal como por ejemplo nylon 6,12,
nylon 10,12, nylon 12,12 y similares; poliamidas aromáticas
termoplásticas tales como Amodel^{TM} politalamida (BP
Chemicals); amidas de polieter; poliimidas tales como Aurum^{TM}
(MTC America); imidas de polieter y similares; y ketonas de
polieter (PEK), ketonas de eter-polieter (PEEK),
ketonas de
ketona-eter-ketona-polieter
(PEKEKK) y polímeros de poliketona termoplásticos aromáticos de alta
temperatura similares, polímeros de cristal líquido (LCP),
Vectra^{TM} A515 y mezclas compatibles de dos cualesquiera o más
de los anteriores. Los compuestos de moldeo por comprensión
adecuados incluyen los alquidos.
Los polímeros deben proporcionar una barrera
hermética, por lo tanto son deseables los polímeros con una mínima
absorción de agua y deben tener una buena superficie de junta, una
buena resistencia al deslizamiento a largo plazo y libres de
grietas inducidas por tensión de forma que no se agrieten cuando las
clavijas son insertadas; y buena resistencia a alta temperatura de
modo que no se deformen bajo las condiciones de utilización.
Polímeros preferidos son las imidas de polieter reforzado con
vidrio y tereftalato de polibutileno reforzado con vidrio, por
ejemplo, conteniendo un 40% de fibras de vidrio, por ejemplo a
partir de la empresa RTP Company, Winona, Minnesota.
Los polímeros típicamente contendrán también
antioxidantes, retardantes de la llama y otros estabilizantes tal
como es convencional en los artículos poliméricos y pueden contener
pigmentos, plastificantes y similares, todos en cantidades
convencionales.
La figura 2 es una sección transversal en
despiece del recipiente unitario, base y soporte de la barra de
cortocircuito del segundo aspecto de esta invención, representado
junto con la vasija exterior y la junta de anillo tórico que
formarán un microgenerador de gas herméticamente cerrado. La base
del microgenerador de gas representado globalmente en 100 incluye
el recipiente unitario, base y soporte de la barra de cortocircuito
110 y dos clavijas de contacto metálico 111 y 111' (comparables a
las clavijas 1 y 1' de la figura 1) representadas insertadas en el
interior del recipiente. Las clavijas están representadas con
moleteado de apoyo del tipo descrito en la patente americana US Nº
5,711,531. El recipiente está representado provisto de una copa o
soporte 112 formado por paredes 113 que se extienden por encima de
las cabezas de las clavijas, para proporcionar un soporte para la
carga primaria, aunque esta característica es opcional en la
invención (es una parte de segundo aspecto de la invención, pero no
es una parte del primer aspecto de la invención). Cuando se monta
el microgenerador de gas (y una persona con una formación ordinaria
en la técnica se dará cuenta de que contendrá un cable de puente o
un elemento de ignición equivalente, una carga primaria y una carga
secundaria, en ninguno de ellos representados en la figura), un
anillo tórico 101 descansará sobre un resalte 114 del recipiente
unitario, base y soporte de la barra de cortocircuito y el
recipiente exterior representado globalmente en 102 recubrirá el
recipiente unitario de forma que el anillo tórico 101 quede
comprimido entre el resalte 114 del recipiente y el resalte 115 de
la vasija exterior; mientras la pared inferior 116 de la vasija
exterior recubrirá y reforzará la superficie cilíndrica exterior
118 del recipiente unitario, base y soporte de la barra de
cortocircuito de esta invención, con el extremo ensanchado 117
estando rebordeado sobre el borde 119 de la base. Características
opcionales de enclavijado 120 definen ranuras 121, representadas con
más detalle en otras figuras, para el enclavijado con un conectador
(no representado) que aportará energía eléctrica al microgenerador
de gas.
Comparando la figura 1 con la figura 2, se puede
ver que el soporte polimérico 2, la base metálica 5 y el anillo
tórico 6 entre ellos y el soporte de la barra de cortocircuito 10
han sido todos ellos reemplazados con una estructura unitaria con
una posición de junta hermética de tal forma que el anillo tórico
101 de la figura 2 está directamente en comprensión cuando la
vasija exterior 102 es rebordeada sobre el recipiente unitario,
base y soporte de la barra de cortocircuito de esta invención,
reduciendo en uno el número de juntas de anillo tórico requeridas y
simplificando la junta de anillo tórico que se utiliza, reduciendo
en tres el numero de otras piezas requeridas y simplificando en
gran medida el montaje del microgenerador de gas.
La figura 3 es una vista sección transversal de
la misma sección que se representa en la figura 2, pero sin las
clavijas ni la vasija exterior, ni el anillo tórico. Taladros 122 y
122' retienen las clavijas cuando son insertadas dentro del
recipiente. Algo más de la estructura del soporte de la barra de
cortocircuito, tal como los nervios 123, se puede ver entre ellas,
en donde las clavijas sobresalen para encontrar al conectador
cuando el microgenerador de gas está enclavijado con el mismo.
La figura 4 es una sección transversal
perpendicular a la sección transversal de la figura 3, mostrando
claramente un nervio 123 del soporte de la barra de
cortocircuito.
A partir de estas vistas en sección transversal
de las figuras 2 a 4, se puede ver que el recipiente unitario, base
y soporte de la barra de cortocircuito de esta invención proporciona
una estructura de soporte maciza que, cuando se encierra en la
parte inferior 116 de la vasija exterior, causa que la fuerza de la
explosión de las cargas primaria y secundaria del microgenerador de
gas fuerce al recipiente unitario, base y soporte de la barra de
cortocircuito firmemente dentro del rebordeado formado alrededor del
borde 119, haciendo mínimo el riesgo de que el recipiente unitario,
base y soporte de la barra de cortocircuito se deforme y permita el
escape de gas debido a la explosión.
La figura 5 es una vista en perspectiva superior
del recipiente unitario, base y soporte de la barra de cortocircuito
de la figura 2. En esta vista, la naturaleza cilíndrica del
recipiente unitario, base y soporte de la barra de cortocircuito se
puede ver fácilmente, como también la mayor parte de la naturaleza
de la característica de enclavijado opcional 120 y la ranura 121.
También es visible en esta vista en perspectiva un plano 124 en la
pared cilíndrica 118 y una acanaladura de ventilación 125, diseñados
para permitir el escape libre de gas del volumen que no está
herméticamente cerrado del generador dentro del cual está montado el
recipiente unitario, base y soporte de la barra de cortocircuito,
de forma que no quede gas de prueba atrapado entre el rebordeado y
el área herméticamente cerrada del microgenerador de gas cuando es
verificado después el montaje.
La figura 6 es una vista en perspectiva inferior
del recipiente unitario, base y soporte de la barra de cortocircuito
de la figura 2. En esta vista, el plano 124 y la acanaladura de
ventilación 125 se ven claramente, como lo son uno de los nervios
123 que forman el soporte de la barra de cortocircuito y la
característica de enclavijado opcional 120 y la ranura 121
(emparejadas) que permiten el enclavijado del microgenerador de gas
montado con un conectador. También se ven características
opcionales de enclavamiento 126 (para permitir la orientación
apropiada del microgenerador de gas con un conectador) del
recipiente unitario, base y soporte de la barra de
cortocircuito.
La figura 7 es una vista desde abajo del
recipiente unitario, base y soporte de la barra de cortocircuito de
la figura 2. En esta vista, la parte de soporte de la barra de
cortocircuito del recipiente unitario, base y soporte de la barra
de cortocircuito particularmente se ve de forma clara y los taladros
122 y 122' para las clavijas de contacto también son visibles. La
barra de cortocircuito de metal de resorte (no representada) se
ajusta en el interior del soporte de la barra de cortocircuito por
detrás del nervio 123 de tal forma que dos partes de la barra de
cortocircuito sobresalen pasado del nervio 123 a cada lado y pueden
estar en contacto y cortocircuitar las clavijas 111, 111', como se
ha expuesto anteriormente en este documento con respecto a la
figura 1.
Los detalles de la forma de la característica de
enclavijado opcional y de las características de enclavamiento
opcional del soporte de la barra de cortocircuito representados en
estas figuras no son críticos (excepto por sus aspectos
funcionales), ya que diferentes fabricantes de globos de aire,
elementos de tensión previa y similares y del equipo de cableado y
de los conectadores que conducen la corriente de encendido a los
microgeneradores de gas utilizados en los mismos, emplean
diferentes características de enclavamiento y enclavijado para
asegurar que únicamente puede ser utilizado el microgenerador de
gas apropiado en los globos de aire, el elemento de tensión previa
o un dispositivo similar. La adaptación del recipiente unitario,
base y soporte de la barra de cortocircuito de esta invención a las
características de enclavijado y a las características de
enclavamiento de un conectador particular estará dentro de las
capacidades de una persona experta en la técnica de los
microgeneradores de gas teniendo en cuenta esa técnica y esta
exposición.
La figura 8 es una sección transversal de un
microgenerador de gas del octavo aspecto de esta invención, que
incorpora el recipiente unitario, base y soporte de la barra de
cortocircuito del primer aspecto de esta invención y que tiene una
configuración ligeramente diferente de la base a partir de aquella
del recipiente unitario, base y soporte de la barra de
cortocircuito de las figuras 2 a 7. La base de los microgeneradores
de gas representados globalmente en 200 incluye el recipiente
unitario, base y soporte de la barra de cortocircuito 210 y dos
clavijas de contacto metálico 211 y 211' insertadas a través del
recipiente. Las clavijas están representadas con moleteado de apoyo
del tipo descrito en la patente americana US Nº 5,711,531 y la
superficie superior 214 puede estar provista con un sellante como
por ejemplo una resina epoxi 212. El recipiente está representado
provisto de un reborde de junta 213 que se extiende por encima de
su superficie superior 214 y un soporte de la carga primaria 215
está colocado alrededor del reborde de junta 213 y cerrado
herméticamente con la superficie superior 214 del recipiente (tal
como por ejemplo mediante un adhesivo epoxi, soldadura por
ultrasonidos, o similar). Un cable de puente 216 o un elemento de
ignición equivalente, tal como por ejemplo un puente de
semiconductor mencionado anteriormente en este documento, está
conectado eléctricamente entre las cabezas de las clavijas 211 y
211'; y una carga primaria 217 está colocada en el soporte de la
carga primaria. Un anillo tórico 218 está colocado en el resalte
219 del recipiente unitario, base y soporte de la barra de
cortocircuito 210. La vasija exterior 220, que contiene la carga
secundaria 221 recubre el recipiente unitario, base y soporte de la
barra de cortocircuito 210 de forma que el anillo tórico 218 está
comprimido entre el resalte 219 del recipiente y el resalte 222 de
la vasija exterior; mientras la pared inferior 223 de la vasija
exterior recubre y refuerza la superficie cilíndrica exterior 224
del recipiente unitario, base y soporte de la barra de cortocircuito
210, con el extremo abierto 225 de la vasija exterior estando
rebordeado sobre el borde inferior 226 de la parte de la base del
recipiente unitario, base y soporte de la barra de cortocircuito
210. Características opcionales de enclavijado 227 definen ranuras
228, representadas con más detalle en otras figuras con respecto al
recipiente unitario, base y soporte de la barra de cortocircuito
sólo, para el enclavijado con un conectador (no representado) que
llevará energía eléctrica al microgenerador de gas y patas 229 y
229' de la barra de cortocircuito, que se extienden a lo largo del
lado de la parte de soporte de la barra de cortocircuito 230 (el
resto de la propia barra de cortocircuito no es visible en esta
vista) están en contacto con los cuerpos de las clavijas de
contacto 211 y 211' y forman cortocircuito junto con ellas.
La figura 9 es una vista en perspectiva del
microgenerador de gas de la figura 8 desde abajo y hacia el lado de
la base. Son claramente visibles en esta figura las clavijas 211 y
211' que sobresalen a través de la base; las patas 229 y 229' de la
barra de cortocircuito, que se extienden a lo largo del lado de la
parte de soporte de la barra de cortocircuito 230 y la parte
central 231 de la barra de cortocircuito que conecta las patas 229
y 229' y retenida por la parte del soporte de la barra de
cortocircuito 230. Son también visibles la característica de
enclavijado 227 y la ranura 228 (como lo son la característica
correspondiente no numerada y la ranura en el otro lado de la
base). La vasija exterior 220 está representada con su pared
inferior 223 recubriendo y reforzando la pared exterior (ahora
escondida) de la parte de la base del recipiente unitario, base y
soporte de la barra de cortocircuito, y con el extremo abierto 225
rebordeado sobre el borde inferior (ahora escondido) de la base.
Cuando se coloca el microgenerador de gas y se enclavija con un
conectador complementario, las clavijas 211 y 211' se acoplan con
las correspondientes conexiones eléctricas en el conectador y las
patas 229 y 229' de la barra de cortocircuito son forzadas
alejándose de las clavijas 211 y 211' para permitir que el propio
microgenerador de gas complete un circuito eléctrico y sea capaz de
actuar cuando se requiera.
Materiales adecuados para el soporte de la carga
primaria, cuando está separada del recipiente unitario, base y
soporte de la barra de cortocircuito de la invención, son aquellos
utilizados para el recipiente unitario, base y soporte de la barra
de cortocircuito, o bien otros polímeros tales como poli
(etilenoimina). Elastómeros adecuados para el anillo tórico son
Viton® A (copolímero de fluoruro de vinilideno/hexafluoropropileno),
Viton® F (terpolímero de fluoruro de
vinilideno/hexafluoropropileno/tetrafluor-etileno),
EPDM (terpolímero de etileno/propileno/butadieno) y similares,
siendo importante que los elastómeros tengan una baja permeabilidad
al agua. Materiales adecuados para la vasija exterior son metales y
aleaciones de baja corrosión, tal como acero inoxidable pasivado,
por ejemplo, de aproximadamente 0,4 mm de grosor y típicamente
rayado al través hasta la parte superior con dos o tres líneas
diametrales a ángulos iguales hasta aproximadamente la mitad de la
profundidad del material, para favorecer una abertura uniforme de
la parte superior de la vasija cuando se utiliza el generador. Un
cable de puente adecuado es una aleación de 80:20 de níquel/cromo
(Tophet® C) provisto de un diámetro de 23 \mum, unido a las
cabezas de las clavijas de contacto mediante soldadura por
resistencia y provisto de una resistencia de aproximadamente 2
\Omega. Otros elementos de ignición adecuados, tales como los
elementos de ignición de semiconductor y el procedimiento de su
unión a las cabezas de las clavijas de contacto se describen, por
ejemplo, en las patentes americanas US Nº 3,366,055; 4,976,200;
5,085,146; 5,912,427 y la publicación de patente internacional PCT
WO 94/19661. Materiales explosivos adecuados para las cargas
primaria y secundaria se describen, por ejemplo, en la patente
americana US Nº 5,648,634 y serán fácilmente adaptados por aquellos
expertos en la técnica a la aplicación particular en la cual se
colocará el microgenerador de gas.
Un montaje representativo del microgenerador de
gas de esta invención tiene lugar como sigue:
- las dos clavijas de contacto son forzadas a
través de sus taladros en el recipiente con una fuerza de
aproximadamente 50 kg: los taladros ligeramente por debajo del
tamaño formando una junta hermética entre las clavijas y el
recipiente;
- opcionalmente, se aplica un sellante epoxi
alrededor de las cabezas de las clavijas de contacto y se seca;
- opcionalmente, las cabezas de las clavijas de
contacto se pulen para eliminar cualquier sellante disperso y
asegurar un buen contacto del cable de puente;
- el cable de puente es soldado por resistencia
a las cabezas de las clavijas de contacto;
- el soporte de la carga primaria se coloca
alrededor del reborde de junta en la parte superior del recipiente
y se suelda mediante ultrasonidos al mismo;
- la barra de cortocircuito se coloca para
cortocircuitar las clavijas se contacto;
- se aplica una imprimación al cable de puente,
seguido por la colocación de la carga primaria en el interior del
soporte de la carga primaria;
- se coloca el anillo tórico en el resalte del
recipiente unitario, base y soporte de la barra de
cortocircuito;
- la copa exterior, que contiene la carga
secundaria, se coloca sobre el recipiente unitario, base y soporte
de la barra de cortocircuito cargado, forzada sobre el mismo para
comprimir el anillo tórico y el reborde de la copa se rebordea
sobre la base, montando de ese modo el microgenerador de gas.
Se pueden llevar a cabo pruebas en diversas
etapas durante y después del montaje del microgenerador de gas.
Una persona experta en la técnica, teniendo en
cuenta esa técnica y esta exposición y el conocimiento de la
técnica, como se representa mediante los documentos citados en esta
solicitud, no tendrá dificultad en diseñar y fabricar el recipiente
unitario, base y soporte de la barra de cortocircuito de la
invención ni los microgeneradores de gas que los contienen.
La descripción detallada anterior de este
documento se ofrece principalmente con fines de ilustración. Será
rápidamente evidente para aquellos expertos en la técnica que las
formas y las estructuras precisas, los materiales y otros
parámetros de la invención descritos en este documento pueden ser
modificados adicionalmente, o sustituidos de diversos modos, sin
por ello salirse del ámbito de las reivindicaciones.
Claims (9)
1. Recipiente unitario, base y soporte de la
barra de cortocircuito (210) para un microgenerador de gas
comprendiendo:
i) un par de clavijas de contacto (211, 211')
herméticamente cerradas a través del recipiente (2) y
caracterizado porque
ii) una barra de cortocircuito está montada en
el interior del soporte de la barra de cortocircuito para
cortocircuitar las clavijas de contacto (211, 211') cuando el
recipiente unitario, base y soporte de la barra de cortocircuito
(210) no está enclavijado con un conectador.
2. El recipiente unitario, base y soporte de la
barra de cortocircuito (210) de la reivindicación 1 fabricado de un
polímero técnico.
3. El recipiente unitario, base y soporte de la
barra de cortocircuito (210) de la reivindicación 2 fabricado de un
tereftalato de polibutileno reforzado con fibras.
4. El recipiente unitario, base y soporte de la
barra de cortocircuito (210) de la reivindicación 3 fabricado de un
tereftalato de polibutileno reforzado con fibras de vidrio.
5. El recipiente unitario, base y soporte de la
barra de cortocircuito (210) de la reivindicación 1 adicionalmente
comprendiendo un soporte de carga primaria que es unitario con el
recipiente, base y soporte de la barra de cortocircuito.
6. El recipiente unitario, base y soporte de la
barra de cortocircuito (210) de la reivindicación 1 adicionalmente
comprendiendo por lo menos una ventilación para permitir el escape
libre de gas del volumen que no está herméticamente cerrado del
generador dentro del cual está montado el recipiente unitario, base
y soporte de la barra de cortocircuito.
7. El recipiente unitario, base y soporte de la
barra de cortocircuito (210) de la reivindicación 1 adicionalmente
comprendiendo una característica de enclavijado en la base para
enclavijar con un conectador el recipiente unitario, base y soporte
de la barra de cortocircuito.
8. El recipiente unitario, base y soporte de la
barra de cortocircuito (210) de la reivindicación 7 adicionalmente
comprendiendo una característica de enclavamiento para orientar con
el conectador el recipiente unitario, base y soporte de la barra de
cortocircuito.
9. Un microgenerador de gas comprendiendo:
(a) un recipiente unitario, base y soporte de la
barra de cortocircuito (210) según la reivindicación 1;
(b) dicho par de clavijas de contacto (211,
211') siendo paralelas;
(c) cada clavija de contacto estando provista de
una cabeza que sobresale por encima de la parte superior de una
parte de recipiente del recipiente unitario, base y soporte de la
barra de cortocircuito (210) y un cuerpo que sobresale a través de
la parte de la base del mismo;
(d) un elemento de ignición que conecta las
cabezas de las clavijas de contacto;
(e) una carga primaria (217) adyacente al
elemento de ignición y adaptada para ser encendida por el mismo;
(f) opcionalmente, una carga secundaria para ser
encendida por la carga primaria;
(g) un único anillo tórico (218), asentado sobre
un resalte exterior de la base del recipiente unitario, base y
soporte de la barra de cortocircuito (210), el resalte encarado
hacia arriba hacia el recipiente; y
(h) una vasija de salida, montada por encima del
recipiente unitario, base y soporte de la barra de cortocircuito
(210) a partir de la dirección del recipiente, acoplada de forma
hermética con la base del mismo mediante la comprensión del anillo
tórico (218) y rebordeada alrededor de un borde inferior de la base
del mismo.
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