ES2317582T3 - Generador de gas pirotecnico que contiene medios para almacenar temporalmente algunos de los gases. - Google Patents
Generador de gas pirotecnico que contiene medios para almacenar temporalmente algunos de los gases. Download PDFInfo
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Abstract
Un generador de gas pirotécnico diseñado para la seguridad de un vehículo de motor, que incluye una carcasa sellada (1), que contiene: - al menos una cámara de combustión (C; C 1; C 2) que contiene una carga pirotécnica (3; 3''; 3''''), cuya combustión se inicia por medio de un iniciador (2) asociado con la cámara; - al menos una cámara de admisión (T) para recibir los gases generados por la combustión de la carga (3; 3''; 3'''') para removerlos hacia el exterior, a través al menos de una abertura para descarga (10) formada en dicha carcasa (1). caracterizado porque dicha carcasa (1) también contiene un medio (R) para almacenar temporalmente al menos algunos de los gases de combustión.
Description
Generador de gas pirotécnico que contiene medios
para almacenar temporalmente algunos de los gases.
La presente invención se relaciona con un
generador de gas diseñado para la seguridad de un vehículo a
motor.
Está particularmente diseñado para inflar una
bolsa de aire.
Cuando el ocupante de un vehículo equipado con
un generador conectado a una bolsa de aire se encuentra en una
posición aparte de aquella que consiste en estar sentado sobre el
asiento, el pecho hacia adelante y los pies colocados en el piso,
se dice que está "fuera de posición", abreviado como
"OOP".
Se sabe comúnmente que una bolsa de aire se
infla con mucha rapidez. En situaciones en las cuales el ocupante
está "fuera de posición", se incrementa el riesgo de que la
bolsa de aire pueda lesionar al ocupante durante el proceso de
inflado.
Ya se han buscado soluciones para el despliegue
y apertura de la bolsa de aire de la manera más suave y gradual
posible.
Así, el documento
US-A-2002/033590 describe un
dispositivo de distribución para un sistema de seguridad. Este
implica la reducción de la agresión para la bolsa de aire y evitar
que su despliegue lesione al ocupante. En una variante, se coloca
un depósito alrededor de la cabeza de distribución del generador de
gas. El documento establece que este depósito sirva como un
"amortiguador" y permita el inflado rápido de la bolsa, sin
actuar agresivamente sobre
ella.
ella.
El documento
EP-A-0 835 786 describe una bola de
aire que contiene una bolsa más pequeña. En un variante, la bolsa
interior está completamente sellada e incluye una costura fundible
que se rompe bajo una cierta presión. En otra variante, la bolsa
tiene la forma de un tubo abierto en ambos extremos. Durante el
inflado de la bolsa de aire, se abre el tubo y se despliega
completamente. El objetivo aquí es reducir la agresión del exterior
de la bolsa por parte de los gases del generador.
En FR-A-1 576
977, la bolsa de aire contiene una bolsa interior inicialmente
sellada, diseñada para abrirse completamente por encima de una
cierta presión. Se reduce por lo tanto la energía cinética durante
el despliegue de la bolsa, para evitar un impacto violento con el
ocupante del vehículo.
En todos estos documentos, se han hecho intentos
para modificar el espacio interior de la bolsa que se va a inflar,
para evitar que ocurra su despliegue en forma muy violenta.
La presente invención anda en busca del mismo
propósito que aquel descrito en esos tres documentos. Sin embargo,
el presente solicitante ha encontrado que esta meta se podría
lograr, no modificando el espacio interior de la bolsa, sino la
arquitectura interna del generador. Tal generador es mostrado en la
US6206418B.
Para hacer esto, no se afecta la fisonomía
externa del generador, de tal manera que las bolsas con una
estructura básica y muy común se puedan conectar a él.
Otro objetivo de la invención es la de proponer
un generador cuya operación es de tipo adaptativo, pero utilizando
un único deflagrador:
Por lo tanto, la presente invención se relaciona
con un generador de gas pirotécnico diseñado para la seguridad de
un vehículo de motor, que incluye una carcasa sellada, que
contiene:
- -
- al menos una cámara de combustión que contiene una carga pirotécnica, cuya combustión se inicia por medio de un iniciador asociado con la cámara;
- -
- al menos una cámara de admisión para recibir los gases generados por la "combustión de la carga" para removerlos hacia el exterior, a través al menos de una abertura para descarga formada en dicha carcasa.
Vale la pena mencionar que dicha carcasa también
contiene medio para almacenar temporalmente al menos alguno de los
gases de combustión.
De este modo, los gases son transportados
progresivamente dentro de la bolsa de aire, por medio de una primera
corriente de gas seguida por una segunda, reduciendo así el riesgo
de lesiones a los ocupantes del vehículo.
De acuerdo con las características ventajosas de
este generador:
- -
- dicho medio incluye una cámara de tránsito, separada de la cámara de combustión, en la cual al menos algunos de los gases de combustión son almacenados antes de su remoción hacia el exterior;
- -
- la salida de dichos gases desde la cámara de tránsito depende de la presión del gas prevaleciente en esta cámara.
De acuerdo con estas características ventajosas
de una primera modalidad en la cual el generador es tubular:
- -
- incluye una cámara de combustión, una cámara central de admisión y una cámara de tránsito, dispuestas longitudinalmente en forma escalonada;
- -
- dichas cámaras están separadas por pares, respectivamente por una primera y una segunda divisiones;
- -
- cada división tiene dos boquillas de comunicación;
- -
- la cámara de combustión y la cámara de tránsito están conectadas directamente entre sí por medio de un ducto que termina en dos boquillas que dan frente a la primera y a la segunda divisiones, respectivamente;
- -
- la boquilla de la segunda división, que carece de un ducto, tiene un medio selectivo para permitir el paso del gas, únicamente desde la cámara de tránsito hacia la cámara de admisión.
Preferiblemente, el medio selectivo consiste de
una válvula reguladora.
Convenientemente:
- -
- ese lado de la primera división girado hacia la cámara de combustión incluye un obturador de dichas boquillas que se rompe por encima de un primer valor de la presión de gas en la cámara de combustión;
- -
- ese lado de la segunda división girado hacia la cámara de tránsito incluye un obturador de dicha boquilla que carece de un ducto, que se rompe por encima de un segundo valor de la presión de gas en la cámara de tránsito.
De acuerdo a otra modalidad en la cual el
generador es también tubular:
- -
- incluye dos cámaras de combustión sobre cada lado de una cámara central de admisión y una cámara de tránsito, ambas longitudinalmente escalonadas;
- -
- dichas cámaras están separadas por pares, respectivamente por una primera, una segunda, y una tercera divisiones;
- -
- cada división tiene dos boquillas de comunicación;
- -
- las cámaras de combustión están directamente conectadas entre sí por medio de un ducto que termina en dos boquillas, dando frente respectivamente a la primera y a la tercera divisiones, y pasando a través de una boquilla de la segunda división;
- -
- la parte del ducto que pasa a través de la cámara de tránsito tiene aberturas para comunicación con esta cámara;
- -
- las boquillas de la tercera y de la segunda divisiones, que carecen de un ducto, tienen un medio selectivo para permitir el flujo de gas, únicamente desde la segunda cámara de combustión hacia la cámara de tránsito, y desde la cámara de tránsito hacia la cámara de admisión.
Preferiblemente, el medio selectivo consiste de
una válvula reguladora.
Convenientemente:
- -
- ese lado de la tercera división girado hacia la segunda cámara de combustión incluye un obturador de dichas boquillas que se rompe por encima de un cierto valor de la presión de gas en dicha segunda cámara de combustión;
- -
- ese lado de la segunda división girado hacia la cámara de tránsito incluye un obturador de dicha boquilla que carece de un ducto, que se rompe por encima de un segundo valor de la presión de gas en la cámara de tránsito.
De acuerdo aún con otra modalidad de un
generador tubular:
- -
- incluye dos cámaras de combustión separadas y dicho medio incluye una cámara de tránsito, separada de las cámaras de combustión, en la cual están al menos algunos de los gases de combustión de la primera cámara, estos gases posteriormente encienden la carga pirotécnica de la segunda cámara.
Particularmente convenientemente:
- -
- este generador incluye dos cámaras de combustión sobre cada lado de una cámara de admisión y de una cámara de tránsito;
- -
- la cámara de tránsito tiene la forma de un ducto contenido en la cámara de admisión;
- -
- dichas cámaras de combustión y la cámara de admisión están separadas por pares, respectivamente por medio de una primera y una segunda divisiones;
- -
- cada división tiene una boquilla de comunicación única;
- -
- las cámaras de combustión están directamente conectadas entre sí por medio de dicho ducto que constituye una cámara de tránsito y que termina en dichas boquillas;
- -
- el ducto tiene una primera y una segunda serie de aberturas para comunicación con la cámara de admisión, colocadas respectivamente cerca de la primera y la segunda divisiones, estando la segunda serie bloqueada por obturadores que se rompen por encima de una presión determinada.
De acuerdo con otra modalidad:
- -
- dicha cámara de tránsito es anular y rodea a dicha cámara de combustión;
- -
- dicha cámara de admisión es también anular y rodea a dicha cámara de tránsito;
- -
- las divisiones que separan a la cámara de combustión y a la cámara de tránsito por un lado, y a la cámara de tránsito y a la cámara de admisión por el otro, incluyen boquillas de comunicación;
- -
- las boquillas de comunicación entre la cámara de tránsito y la cámara de admisión están bloqueadas por obturadores, algunas se abren por encima de una cierta presión en la cámara de tránsito, las otras se abren por encima de una presión predefinida y más alta en la cámara de tránsito.
Otras características y ventajas de la invención
surgirán a partir de la lectura de la descripción detallada que
viene a continuación de ciertas modalidades. Esta descripción, que
no es limitante, es suministrada junto con los dibujos acompañantes,
en los cuales:
- La Figura 1 es una vista en sección
transversal, en un plano medio longitudinal, de una primera
modalidad de un generador de la invención, llamado un "generador
tubular";
- La Figura 2 muestra curvas que ilustran la
variación de presión en función del tiempo, respectivamente en la
cámara de combustión y en la cámara de tránsito del generador en la
Figura 1;
- La Figura 3 muestra curvas que ilustran la
variación en velocidades de flujo instantáneas en función del
tiempo, respectivamente a la salida de la cámara de combustión y a
la salida del generador en la Figura 1;
- Las Figuras 4 a 7 son vistas similares a
aquellas de la Figura 1, de otras cuatro modalidades de un
generador tubular;
- La Figura 8 es una vista de otra modalidad del
generador, también a lo largo de un plano medio longitudinal;
- La Figura 9 es una curva que muestra la
variación de presión en función del tiempo, en la primera cámara de
combustión del generador en la Figura 8.
El generador de gas pirotécnico mostrado en la
Figura 1 incluye una carcasa tubular 1, de forma cilíndrica, cuya
pared está rizada en cada uno de sus extremos por medio de anillos
discoidales 11, respectivamente 14. Rebordes anulares, que se
proyectan hacia adentro, fijan la pared a los anillos.
En forma similar la pared está sellada en la
parte central de carcasa 1, sobre dos divisiones transversales,
paralelas y discoidales 12 y 13.
Estas divisiones están penetradas por dos
orificios que forman boquillas que se encuentran más abajo.
La carcasa 1, y los anillos 11 y 14 y las
divisiones 12 y 13, están hechas de metal de alta resistencia
térmica y mecánica. La carcasa 1 está, sin embargo, hecha de un
metal que tiene suficiente ductilidad para ser rizado.
Las divisiones 12 y 13 dividen el interior de la
carcasa 1 en tres cámaras longitudinalmente escalonadas, esto es,
una cámara de combustión C, una cámara de admisión T y una cámara de
tránsito R.
Como se muestra con más detalle más abajo, esta
cámara R constituye un medio para almacenar temporalmente al menos
algunos de los gases de combustión. En otras palabras, los gases se
acumulan temporalmente allí.
La cámara de admisión T ocupa una posición
media.
El generador incluye un deflagrador 2 asociado
con una carga pirotécnica 3, estando estos dos elementos ubicados
ambos en la cámara de combustión C, ubicada al lado izquierdo de la
figura.
La carga 3 tiene la forma una pieza tubular
anular, de forma generalmente cilíndrica, y está fijada con un
pequeño espacio libre al interior de la pared de la carcasa 1.
En una forma ya conocida, el deflagrador está
montado en la parte central del anillo 11 y la mayor parte del
mismo penetra dentro del espacio interior de la carga 3.
Esta carga se mantiene estacionaria, en
particular, en desplazamiento por medio de una rejilla en forma de
copa 4, la cual está insertada entre ésta y la división 12.
Como se estableció anteriormente, la cámara de
admisión T está unida longitudinalmente por medio de las divisiones
12 y 13.
Se comunica transversalmente hacia afuera a
través de aberturas de descarga 10, dos de las cuales pueden ser
observadas en la figura. El medio de filtración del gas I se
extiende en forma anular dentro de esta cámara, inmediatamente
próximo a las aberturas de descarga 10.
La primera y segunda divisiones 12 y 13 están
penetradas cada una por dos orificios 120 y 121, respectivamente
130 y 131, formando boquillas, para hacer que las cámaras se
comuniquen por pares.
En la modalidad descrita aquí, las boquillas
están localizadas sustancialmente una en frente de la otra.
Los extremos opuestos de un ducto tubular 5
están interconectados en las boquillas 121 y 131 enfrentadas entre
sí.
Este ducto por lo tanto hace que la cámara de
combustión C se comunique directamente con la cámara de tránsito
R.
Ese lado de la primera división 12 girada hacia
la cámara de combustión C incluye un obturador 122 de las boquillas
120 y 121. Por ejemplo, puede ser una lámina delgada de cobre que se
rompe por encima de un cierto valor de la presión de gas en la
cámara de combustión C. Para información, esta presión está
alrededor de 20 MPa.
Ese lado de la segunda división 13 girada hacia
la cámara de tránsito R también incluye un obturador 132 de dicha
boquilla 130 que carece de un ducto 5. Este obturador está, por
ejemplo, hecho del mismo material que el anterior, pero es más
grueso, de tal manera que se rompe por encima de un segundo valor de
la presión de gas en la cámara de tránsito R, que es mayor que el
valor anterior dado más arriba. A manera de indicación, esto es,
por ejemplo, 40 MPa.
El otro lado de la segunda división 13, que esta
girado hacia la cámara de admisión T, incluye, en forma opuesta a
la boquilla 130, un medio selectivo que permite el flujo de gas,
únicamente desde la cámara de tránsito R hacia la cámara de
admisión T. Estos medios, 133, constituyen aquí una válvula
reguladora. Sin embargo, son posibles otras modalidades.
En operación un sensor de desaceleración genera
una señal eléctrica, que es convertida por el deflagrador 2 en una
señal pirotécnica, provocando la combustión de la carga 3, que
consiste por ejemplo de un propelente, colocado en la cámara de
combustión C. El propelente genera gases calientes y partículas en
la cámara C.
El obturador 122 se rompe cuando se alcanza un
punto de referencia de presión, de un valor predefinido.
Debido a la presencia de las boquillas 121 y 122
que comunican con la cámara de combustión C, se dividen entonces
los gases en dos corrientes distintas F_{1} y F_{2}.
La corriente F_{1} consiste de la fracción de
gas que entra a la boquilla 120, fluye dentro de la cámara de
admisión T, y sale directamente al exterior hacia la bolsa de aire,
no mostrada, a través del medio de filtración I y las aberturas de
descarga 10.
Debido a la presencia de la válvula reguladora
133, los gases de la corriente F_{1}, no pueden hacer contacto ni
atacar al obturador 132.
La corriente F_{2} está formada por la
fracción de gas que entra al ducto 5, a través de la boquilla 121.
Estos gases se acumulan progresivamente en la cámara de tránsito R.
Cuando se alcanza una presión suficiente en esta cámara, el
obturador 132 se rompe y se abre la válvula reguladora 133, para que
la corriente F_{1} pueda fluir hacia afuera, a través del medio
de filtración I y las aberturas de descarga 10.
\global\parskip0.980000\baselineskip
Con referencia a la Figura 2 en la cual la curva
A_{1} muestra la variación de presión en la cámara de combustión
C en función del tiempo, y la curva B_{1} muestra la variación de
presión en la cámara de tránsito R en función del tiempo, los picos
en 45 y en 40 MPa corresponden al momento cuando el obturador 132
que bloque la cámara de tránsito R se rompe.
La curva A_{2} en la Figura 3 muestra la
variación en la velocidad de flujo instantánea del gas que sale de
la cámara de combustión C en función del tiempo, mientras que la
curva B_{2} muestra la variación en la velocidad de flujo del gas
que sale del generador, también en función del tiempo.
En una primera fase de operación, parte del
flujo que sale de la cámara de combustión C se almacena en la
cámara de tránsito R (corriente F_{2}). La presión aumenta en esta
cámara de manera constante hasta que el obturador 132 se rompe
debido a la presión y se abre la válvula reguladora 133. En este
ejemplo, esto explica la inclinación casi vertical de la curva
B_{2} en el tiempo t igual a 20 milisegundos.
Gracias a la estructura de tal generador, la
liberación de gas dentro de la bolsa de aire se hace menos
repentina, debido a que la liberación de las dos corrientes está
escalonada en el tiempo. Además, esta disposición elimina la
necesidad de una segunda cámara de combustión, anteriormente
presente en los generadores llamados de "doble velocidad" o
generadores adaptativos.
El generador en la Figura 4 tiene
sustancialmente la misma estructura que el generador en la Figura
1.
Se han empleado los mismos números para designar
a los mismos o a idénticos elementos.
Más abajo se describen las características de
este generador.
La cámara de combustión acomoda una carga
pirotécnica que no es de la forma de un bloque monolítico, sino en
la forma a granel, como píldoras 3'.
Además, una rejilla 20 formada de dos partes se
extiende a lo largo del eje longitudinal de la cámara de combustión
C.
La primera parte 200 tiene la forma de un tubo
cilíndrico de diámetro pequeño, coaxial con el eje de la cámara
C.
Uno de sus extremos, abierto, está acomodado
sobre la copa del iniciador 2, mientras que su extremo puesto es
ciego. Esta parte se extiende aproximadamente a lo largo de tres
cuartas partes de la longitud de la cámara C. Su pared cilíndrica
tiene numerosas aberturas 203.
La segunda parte 202 de la rejilla tiene una
forma frustocónica. Comienza en el extremo ciego de la primera
parte y se expande hasta detenerse contra la división 12 que separa
las cámaras C y T, en la periferia de esta división.
Tiene también numerosas aberturas similares a
las aberturas 203. La función de esta rejilla es la de garantizar
la circulación apropiada de los gases generados por la combustión de
las píldoras de la carga.
Con el objetivo de simplificar, esta figura no
muestra un obturador 122 que bloquea las dos boquillas de la
división 12, sobre el lado de la cámara de combustión C, y un
obturador 132 que bloquea la boquilla 130 de la división 13, sobre
el lado de la cámara de tránsito.
La operación de tal generador es muy similar a
aquella descrita con referencia al generador en la Figura 1.
Con referencia a la Figura 5, está aún
involucrado un generador tubular, pero esta vez, con dos cámaras de
combustión C_{1} y C_{2}.
Estas cámaras están colocadas sobre cada lado de
una cámara de admisión T y una cámara de tránsito R.
Las divisiones 12 y 13, perfectamente similares
a aquellas ya descritas, separan las cámaras C_{1} y T por un
lado, y T y R por el otro. Una tercera división adicional 15 separa
la cámara de tránsito R de la segunda cámara de combustión
C_{2}.
Únicamente la primera cámara de combustión
C_{1} incluye un iniciador 2, mientras que la segunda cámara
C_{2} no tiene iniciador.
Una carga pirotécnica 3', respectivamente 3'',
en forma de píldoras, es suministrada en cada una de estas cámaras
de combustión. Las rejillas 20, respectivamente 20', similares a la
ya descrita, son suministradas en las cámaras de combustión.
Estas cámaras de combustión están directamente
conectadas entre sí por medio de un ducto 5' que termina en dos
boquillas 121 y 151 dando frente respectivamente a la primera y a la
tercera divisiones 12 y 15, y pasando a través de la boquilla 131
de la segunda división 13.
\global\parskip1.000000\baselineskip
La parte del ducto 5' que pasa a través de la
cámara de tránsito R tiene aberturas 50' para comunicación con esta
cámara.
Nuevamente, con el objetivo de simplificar, esta
figura no muestra un obturador que bloquea la salida del tubo 5' en
la boquilla 151 y un segundo obturador que bloquea la boquilla 120
de la división 12, sobre el lado de la cámara de combustión.
La boquilla 150 está bloqueada además, sobre el
lado de la cámara de tránsito, por medio de una válvula reguladora
152, que puede abrirse únicamente hacia la cámara R.
La boquilla 130 está bloqueada también sobre el
lado de la cámara de admisión T, por medio de una válvula
reguladora 133, que únicamente se abre hacia la cámara T. También
incluye un obturador 132, sobre el lado de la cámara de
admisión.
En operación, y tan pronto como se generan los
gases por la combustión de la carga presente en la cámara C_{1},
dichos gases se dividen en dos corrientes distintas F_{1} y
F_{2}.
La corriente F_{1} consiste de la fracción de
gas que entra a la boquilla 120, termina en la cámara de admisión
T, y sale al exterior hacia la bolsa de aire, no mostrada, a través
del medio de filtración I y las aberturas de descarga 10.
Debido a la presencia de la válvula reguladora
133, los gases de la corriente F_{1} no pueden atacar al
obturador 132 y penetran dentro de la cámara de tránsito R.
La corriente F_{2} está formada por la
fracción de gas que entra al ducto 5, a través de la boquilla 121.
Algunos de estos gases se acumulan en la cámara de tránsito R, a
través de las aberturas 50' del tubo 5'.
La parte restante entra a la segunda cámara de
combustión C_{2}, tan pronto como se alcanza la presión presente
en la cámara de tránsito. Esta presión es, por ejemplo, de 30
MPa.
Estos gases inician entonces la carga 3''
presente en la segunda cámara de combustión C_{2}.
Los gases liberados entran a través de la
boquilla 150 y de la válvula reguladora 152. Tan pronto como se
alcanza una presión suficiente en la cámara T (por ejemplo,
aproximadamente 40 MPa), se rompe el obturador 132 y se abre la
válvula reguladora 133, para que la corriente F_{2} pueda fluir
hacia el exterior, a través del medio de filtración I y las
aberturas de descarga 10.
La modalidad de generador mostrado en la Figura
6 tiene muchos puntos en común con el anteriormente descrito.
Por lo tanto, existen aquí dos cámaras de
combustión C_{1} y C_{2}, ubicadas en cada lado de una cámara
de admisión T y una cámara de tránsito R.
La estructura de la otra cámara C_{1} es
perfectamente similar a aquella descrita con referencia a la figura
anterior.
Lo mismo aplica para la cámara C_{2}, excepto
porque la rejilla está reducida a una parte frustocónica única 20''
soportada contra la división 15.
Esta división 15 separa a la cámara C_{2} de
la cámara de admisión T, mientras que una división 12 separa a esta
cámara T de la cámara de combustión C_{1}.
Estas divisiones están penetradas por una
boquilla única 120, respectivamente 150.
Los extremos opuestos de un ducto cilíndrico 5',
que realiza una función como una cámara de tránsito R, están
fijados dentro de estas boquillas.
La cámara T tiene por lo tanto una forma anular
que rodea a la cámara R. Está longitudinalmente unida por medio de
las divisiones 12 y 15 transversalmente por medio del ducto 5' y la
carcasa 1 del generador.
El ducto 5', cerca de sus extremos, que terminan
en la cámara de admisión, tiene una primera serie de aberturas 50',
sobre el lado de la primera cámara de combustión C_{1}, y una
segunda serie 50'', sobre el lado de la segunda cámara de
combustión C_{2}.
Se inserta una tubo corto 6 dentro del ducto al
nivel de esta segunda serie. Está perforado con una primera serie
de aberturas 60 que se comunican con la cámara de tránsito R y una
segunda serie 61, directamente opuesta a las aberturas 50
anteriormente mencionadas.
En el ejemplo mostrado aquí, el diámetro de las
boquillas 120 y 150 es aproximadamente de 8 mm, mientras que aquel
de las aberturas 50'' y 61 es menor, aproximadamente de 4 mm.
\global\parskip0.950000\baselineskip
Los obturadores, no mostrados bloquean las
boquillas 12 y 15, respectivamente sobre el lado de la cámara de
combustión C_{1}, y el lado de la cámara de combustión C_{2}.
Finalmente, los obturadores bloquean las aberturas 50'' del ducto
5', sobre el lado del tubo 6.
En operación, y tan pronto como se generan los
gases por la combustión de la carga presente en la cámara C_{1},
se eleva la presión.
Los gases se escapan tan pronto como esta
presión es suficiente para romper al obturador que bloquea a la
boquilla 12. Dichos gases se dividen en dos corrientes distintas
F_{1} y F_{2}.
La corriente F_{1} consiste de la fracción de
gas que entra al ducto 5', sale directamente a través de las
aberturas 50', entra a la cámara de admisión T y sale hacia el
exterior a través de las aberturas de descarga 10.
La corriente F_{2} consiste de los gases
progresivamente almacenados en el ducto 5'. Ellos entran al tubo 6
a través de las aberturas 60.
Ya que el diámetro de la boquilla 150 es mayor
que aquel de las aberturas 50'', el obturador correspondiente se
rompe primero, tan pronto como una presión suficiente, por ejemplo
de 20 MPa, es alcanzada. Los gases entran luego a la segunda cámara
de combustión C_{2} provocando el inicio de la carga 3''.
Los gases entran luego a la cámara de tránsito R
de tal manera que la presión se haga lo suficientemente grande para
romper los obturadores que bloquean las aberturas 50''. Ellos pueden
escapara entonces hacia el exterior, a través de la cámara de
admisión T y de las aberturas 10.
El generador en la Figura 7, tal como el
anterior, incluye dos cámaras de combustión C_{1} y C_{2} que
están ubicadas sobre cada lado de una cámara de admisión T y una
cámara de tránsito R.
La estructura de la cámara C_{1} es similar a
aquella en la figura anterior. Su rejilla 20 se reduce a un tubo
perforado.
La cámara C_{2} no tiene rejilla. Esta es
remplazada por una parte anular sólida 16, con una abertura axial
numerada 160. Esta ocupa el "volumen muerto" de la cámara, que
es, el volumen no ocupado por la carga pirotécnica.
Una división 12 separa a la primera cámara de
combustión de la cámara de admisión T, mientras que una división 15
separa a eta cámara de la segunda cámara de combustión. Ambas
divisiones están penetradas por una boquilla única 120,
respectivamente 150.
Aunque no se la muestra, la boquilla 120 está
bloqueada, en un lado de la primera cámara de combustión, por un
obturador que se rompe, por ejemplo, a una presión aproximadamente
de 20 MPa.
La boquilla 160 de la parte 16 tiene un diámetro
ligeramente mayor que aquel de la boquilla 150.
La cámara de tránsito R consiste de un ducto
cilíndrico 5' del cual un primer extremo se acopla dentro de la
boquilla 120 de la división 12, mientras que el segundo extremo se
acopla dentro del anillo 14, en el cual se ha previsto un descanso
para este propósito.
Este ducto consiste en realidad de varias
porciones distintas.
La primera 51' de mayor diámetro, es aquella
ubicada en el nivel de la cámara de admisión T.
Tiene dos series de aberturas periféricas 50' y
50'' que provocan que este se comunique con la cámara de
admisión.
Las aberturas 50', de menor diámetro, están
siempre abiertas, mientras que las aberturas 50'', de mayor
diámetro, están bloqueadas por un obturador OP2, que se rompe, por
ejemplo, a una presión de 30 MPa.
La segunda porción 52' atraviesa a la segunda
cámara de combustión C_{2}. Se extiende por la tercera porción
53' que constituye el extremo del ducto.
Este último tiene una serie de aberturas
periféricas 530'que hacen que se comunique con la cámara
C_{2}.
La zona de comunicación entre la segunda y la
tercera porciones, de diámetro limitado, está bloqueada, en el
segundo lado de la porción, por medio de un obturador OP1 que se
rompe, por ejemplo, a una presión de aproximadamente 20 MPa.
En operación, y tan pronto como se alcanza una
presión suficiente en la cámara de combustión C_{1}, se rompe el
obturador de la boquilla 120.
Los gases de escape se dividen en dos
corrientes. La primera F_{1} consiste de la fracción que entra al
ducto 5' y sale directamente de allí a través de las aberturas 50',
luego entra a la cámara de admisión T y sale a través de las
aberturas de descarga 10.
\global\parskip1.000000\baselineskip
La segunda corriente F_{2} se forma a partir
de los gases almacenados progresivamente en el ducto 5'. Tan pronto
como la presión allí es suficientemente alta, se rompe el obturador
OP1, y los gases entran a la cámara de combustión C_{2}, a través
de las aberturas 530'.
Después de la combustión de la carga, los gases
salen dentro de la cámara de tránsito R, a través de las aberturas
530'. La presión es entonces lo suficientemente alta para romper los
obturadores OP2, para que los gases puedan salir tanto a través de
las aberturas 50' como 50''.
El generador 1 mostrado en la Figura 8 es
denominado como un generador "hamburguesa".
Consiste de un cuerpo cilíndrico hueco en forma
de estuche 7, que incluye una pared lateral y vertical 70 y un
fondo plano 71, en una sola pieza.
Sustancialmente a media altura, se perfora la
pared 70 con una serie de aberturas 73.
La parte inferior de esta pared está aguijoneada
por fuera para formar un reborde periférico anular 72, en una
dirección generalmente perpendicular a dicha pared.
El centro de la parte del fondo 71 está
perforada por una abertura circular 74.
El estuche 7 recibe una parte tubular cilíndrica
7' cuya altura es sustancialmente la misma que la de la pared 70.
Su diámetro y su conformación son tales que su extremo inferior está
interconectado en la abertura 74 de la parte del fondo 71 del
estuche 7, y está acomodado allí.
La parte 7' tiene una división transversal 71'
abierta en su centro. Esta división sirve como la base de un
iniciador 2, sus electrodos pasan a través de la división 71' y de
la abertura 74.
La pared cilíndrica 70' de la parte 7' está
perforada, en su parte superior, con una serie de aberturas 72',
para hacer que el iniciador 2 se comunique con el exterior.
El estuche 7 también recibe un tubo cilíndrico
7'' de mayor diámetro. Su pared tiene dos series de aberturas 70''
y 71'', dispuestas respectivamente a tres cuartos y un cuarto de su
altura.
Una división transversal 73' se extiende entre
el lado exterior de la pared 70' de la parte 7' y el tubo 7''. Esta
sirve para dividir el espacio así definido en dos, para que el
espacio superior que forma la cámara de combustión C_{1} reciba
una primera carga pirotécnica anular 3, mientras que el espacio
inferior que forma la cámara de combustión C_{2} recibe una
segunda carga pirotécnica anular 3'.
El tubo 7'', junto con la pared 70 del estuche
7, delimitan una cámara de tránsito anular R que rodea a las
cámaras de combustión C_{1} y C_{2}.
Una parte cilíndrica 8 está interconectada en el
exterior del estuche, su pared 80 se extiende hacia adentro para
formar un pliegue 82, que se extiende hacia afuera para formar un
collar periférico anular 81. En su parte superior, la pared 80
tiene una serie de aberturas 83. El pliegue 82 se soporta contra el
reborde 72.
La pared 70 del estuche, junto con la pared 80
de la parte 8, delimitan una cámara de admisión T.
El montaje está cubierto con una tapa 9 de la
cual la parte del fondo 90 se soporta sobre los extremos superiores
de las partes descritas anteriormente. Se provee un medio de
fijación, por ejemplo, por medio de soldadura. La parte del fondo
90 se extiende por una pared cilíndrica 90 que rodea al montaje, y
está unida al collar 81.
Las aberturas 70'' de la parte 7'' están
bloqueadas, sobre el lado de la cámara de combustión C_{1}, por
medio de obturadores cementados O_{1} que se rompen, por ejemplo,
con una presión de 20 MPa.
Algunas de las aberturas 73 del estuche, por
ejemplo la mitad, están bloqueadas, sobre el lado de la cámara de
admisión T, por obturadores soldados O_{2}, que se rompen, por
ejemplo, a una presión de 10 MPa.
Las aberturas 71'' de la parte 7'' están
bloqueadas, sobre el lado de la cámara de combustión C_{2}, por
medio de obturadores cementados O_{3} que se rompen, por ejemplo,
a una presión de 20 MPa.
Finalmente, la segunda parte de las aberturas 73
del estuche están bloqueadas, sobre el lado de la cámara de
admisión T, por medio de obturadores soldados O_{4}, que se
rompen, por ejemplo, a una presión de 30 MPa. Para este propósito,
se utilizan, por ejemplo, soldaduras con un diámetro de
circunferencia pequeño.
En operación, la acción del iniciador genera
gases calientes que entran a la cámara de combustión C_{1}
provocando la combustión de la carga 3. Tan pronto como la presión
allí es lo suficientemente alta, se rompen los obturadores O_{1}
y todo el gas entra a la cámara de tránsito R.
Los obturadores O_{2} y luego los O_{3} se
abren entonces, tan pronto como se alcanzan las respectivas
presiones.
En esta etapa, el gas se divide en dos
corrientes. La primera corriente es aquella que consiste de la
fracción de gas que escapa a través de las aberturas 73. Entra a la
cámara de admisión T, sale a través de las aberturas 83 y entra a
la bolsa de aire, a través de las aberturas 92.
La segunda corriente consiste de la fracción de
gas que entra a la segunda cámara de combustión C_{2}, a través
de las aberturas 71''. Provoca la combustión de la carga 3'. Los
gases salen a través de las mismas aberturas y entran a la cámara
de tránsito R, en la cual alcanzan la presión suficiente para
provocar la apertura de los obturadores O_{4}.
El gas sale de allí a través de las aberturas
83, y entra a la bolsa de aire a través de las aberturas 92.
La Figura 9 muestra una curva que da los valores
de la presión en la primera cámara de combustión C_{1}, en
función del tiempo.
Los tiempos correspondientes a la apertura de
los respectivos obturadores se denota por medio de los numerales
O_{1} a O_{4}.
\vskip1.000000\baselineskip
Este listado de referencias citado por el
solicitante es únicamente para conveniencia del lector. No forma
parte del documento europeo de la patente. Aunque se ha tenido gran
cuidado en la recopilación, no se pueden excluir los errores o las
omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad en este sentido.
- \bullet US 2002033590 A [0006]
- \bullet FR 1576977 A [0008]
- \bullet EP 0835786 A [0007]
- \bullet US 6206418 B [0010]
Claims (13)
1. Un generador de gas pirotécnico diseñado para
la seguridad de un vehículo de motor, que incluye una carcasa
sellada (1), que contiene:
- -
- al menos una cámara de combustión (C; C_{1}; C_{2}) que contiene una carga pirotécnica (3; 3'; 3''), cuya combustión se inicia por medio de un iniciador (2) asociado con la cámara;
- -
- al menos una cámara de admisión (T) para recibir los gases generados por la combustión de la carga (3; 3'; 3'') para removerlos hacia el exterior, a través al menos de una abertura para descarga (10) formada en dicha carcasa (1).
caracterizado porque dicha carcasa (1)
también contiene un medio (R) para almacenar temporalmente al menos
algunos de los gases de combustión.
2. El generador como el reivindicado en la
reivindicación 1, caracterizado porque dicho medio contiene
una cámara de tránsito (R), separada de la cámara de combustión (C;
C_{1}; C_{2}), en el cual al menos algunos de los gases de
combustión son al menos parcialmente almacenados antes de su
remoción al exterior.
3. El generador como el reivindicado en la
reivindicación 2, caracterizado porque la salida de dichos
gases de la cámara de tránsito (R) se basa en la presión de gas
prevaleciente en esta cámara.
4. El generador como el reivindicado en
cualquiera de las reivindicaciones 2 y 3, que es llamado es llamado
tubular, caracterizado porque:
- -
- incluye una cámara de combustión (C), una cámara central de admisión (T) y una cámara de tránsito (R), longitudinalmente escalonadas;
- -
- dichas cámaras están separadas por pares, respectivamente por una primera y una segunda divisiones (12, 13);
- -
- cada división tiene dos boquillas de comunicación (120; 121; 130; 131);
- -
- la cámara de combustión (C) y la cámara de tránsito (T) están directamente conectadas entre sí por medio de un ducto (5) que termina en dos boquillas (121; 131) dando frente respectivamente a la primera y a la segunda divisiones (12; 13);
- -
- la boquilla (130) de la segunda división (13), que carece de un ducto, tienen un medio selectivo para permitir el paso del gas, únicamente desde la cámara de tránsito (R) hacia la cámara de admisión (T).
5. El generador como el reivindicado en la
reivindicación 4, caracterizado porque el medio selectivo
consiste de una válvula reguladora (133).
6. El generador como el reivindicado en
cualquiera de las reivindicaciones 4 y 5, caracterizado
porque:
- -
- ese lado de la primera división (12) girado hacia la cámara de combustión (C) incluye un obturador (122) de dichas boquillas (120, 121) que se rompe por encima de un primer valor de la presión de gas en la cámara de combustión (C) y porque;
- -
- ese lado de la segunda división (13) girado hacia la cámara de tránsito (R) incluye un obturador (132) de dicha boquilla (130) que carece de un ducto, que se rompe por encima de un segundo valor de la presión de gas en la cámara de tránsito.
7. El generador como el reivindicado en
cualquiera de las reivindicaciones 2 y 3, que es llamado es llamado
tubular, caracterizado porque:
- -
- incluye dos cámaras de combustión (C_{1}; C_{2}) sobre cualquier lado de una cámara de admisión (T) y una cámara de tránsito (R), ambas longitudinalmente escalonadas;
- -
- dichas cámaras (C_{1}; C_{2}; T; R) están separadas por pares, respectivamente por una primera (12), una segunda (13), y una tercera (15) divisiones;
- -
- cada división tiene dos boquillas de comunicación (120, 121; 130, 131; 150, 151);
- -
- las cámaras de combustión están directamente conectadas entre sí por medio de un ducto (5') que termina en dos boquillas (121, 151), dando frente respectivamente a la primera (12) y a la tercera (15) divisiones, y pasando a través de una boquilla (131) de la segunda división (13);
- -
- la parte del ducto (5') que pasa a través de la cámara de tránsito (R) tiene aberturas (50') para comunicación con esta cámara (R);
- -
- las boquillas (150, 130) de la tercera (15) y de la segunda (13) divisiones, que carecen de un ducto, tienen un medio selectivo (152, 133) para permitir el flujo de gas, únicamente desde la segunda cámara de combustión (C_{2}) hacia la cámara de tránsito (R), y desde la cámara de tránsito (R) hacia la cámara de admisión (T).
8. El generador como el reivindicado en la
reivindicación 7, caracterizado porque el medio selectivo
consiste de una válvula reguladora (152, 133).
9. El generador como el reivindicado en
cualquiera de las reivindicaciones 7 y 8, caracterizado
porque:
- -
- ese lado de la tercera división (15) girado hacia la segunda cámara de combustión (C_{2}) incluye un obturador de dichas boquillas (150, 151) que se rompe por encima de un cierto valor de la presión de gas en dicha segunda cámara de combustión (C_{2}) y porque;
- -
- ese lado de la segunda división (13) girado hacia la cámara de tránsito (R) incluye un obturador de dicha boquilla (130) que carece de un ducto, que se rompe por encima de un segundo valor de la presión de gas en la cámara de tránsito (R).
10. El generador como el reivindicado en la
reivindicación 1, que incluye dos cámaras de combustión distintas
(C_{1}; C_{2}) caracterizado porque dicho medio incluye
una cámara de tránsito (R), separada de las cámaras de combustión
(C_{1}; C_{2}), en la cual al menos algunos de los gases de
combustión de la primera cámara (C_{1}) están almacenados, estos
gases posteriormente encienden la carga pirotécnica de la segunda
cámara.
11. El generador como el reivindicado en la
reivindicación 10, que es llamado es llamado tubular,
caracterizado porque:
- -
- incluye dos cámaras de combustión (C_{1}, C_{2}) sobre cada lado de una cámara de admisión (T) y una cámara de tránsito (R);
- -
- la cámara de tránsito (R) tiene la forma de un ducto (5') contenido en la cámara de admisión (T);
- -
- dichas cámaras de combustión (C_{1}; C_{2}) y la cámara de admisión (T) están separadas por pares, respectivamente por una primera (12) y una segunda (15) divisiones;
- -
- cada división (12, 15) tiene un boquilla única de comunicación (120, 150);
- -
- las cámaras de combustión (C_{1}; C_{2}) están directamente conectadas entre sí por medio de un ducto (5') que constituye una cámara de tránsito y que termina en dichas boquillas (120, 150);
- -
- el ducto (5') tiene una primera (50') y una segunda serie (50'') de aberturas para comunicación la cámara de admisión (T), colocadas respectivamente cerca de la primera y de la segunda divisiones (12, 15), estando la segunda serie (50'') bloqueada por obturadores que se rompen por encima de una presión predefinida.
12. El generador como el reivindicado en la
reivindicación 11, caracterizado porque la boquilla (150) de
la segunda división (15) está cerrada por un obturador (OP1) que se
rompe por encima de una presión predefinida en dicho ducto (5').
13. El generador como el reivindicado en la
reivindicación 10, caracterizado porque:
- -
- dicha cámara de tránsito (R) es anular y rodea a dicha cámara de combustión (C_{1}; C_{2});
- -
- dicha cámara de admisión (T) es también anular y rodea a dicha cámara de tránsito (R);
- -
- las divisiones (7''; 70) que separan a la cámara de combustión (C_{1}; C_{2}) y a la cámara de tránsito (R) por un lado, y a la cámara de tránsito (R) y a la cámara de admisión (T) por el otro, incluyen boquillas de comunicación (70'', 73);
- -
- las boquillas de comunicación (73) entre la cámara de tránsito (R) y la cámara de admisión (T) están bloqueadas por obturadores (O_{2}), algunas se abren por encima de una cierta presión en la cámara de tránsito (R) las otras se abren por encima de una presión predefinida y más alta en la cámara de tránsito (R).
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