MX2011010804A - Generador de gas. - Google Patents

Abstract

Se proporciona un generador de gas que es de tamaño y peso reducido en tanto que mantiene una resistencia suficiente como un recipiente a presión. Un generador de gas (1) incluye un alojamiento (4) de una forma tubular que tiene una abertura (10) en al menos un extremo del mismo y un tapón (12) insertado en la abertura (10) de modo que una porción terminal (11) en el lado de la abertura se reduce de diámetro y se calafatea en una ranura de calafateo (13) del tapón (12) para sellar de este modo la abertura (10) en la cual: la ranura de calafateo (13) es una ranura de raya que se extiende a lo largo de la periferia del tapón (12) y es de sección rectangular; y la ranura de calafateo (13) tiene al menos una de las paredes laterales (14) que forma la ranura (13) de calafateo, la pared lateral (14a) que está más cerca al centro del alojamiento, que está ortogonal o inclinada al lado de la abertura, con respecto al eje (x) del alojamiento (4).

Description

i GENERADOR DE GAS Campo de la Invención La presente invención se refiere a un generador de gas para generar un gas de alta presión que se va a introducir en una bolsa de aire, que es de tamaño y peso reducido en tanto que mantiene una suficiente resistencia como un recipiente a presión.

Antecedentes de la Invención Se conoce un sistema de bolsa de aire lateral como un sistema de seguridad para proteger pasajeros en un automóvil de un impacto generado en el momento de una colisión del automóvil. El sistema de bolsa de aire lateral se infla por una gran cantidad de un gas de alta presión y alta temperatura que se genera por un generador de gas y se rellena en la bolsa de aire, para funcionar como un sistema de seguridad. Como se describe en JP H08-253100 A, un generador convencional de gas emplea un sistema híbrido que emplea cilindros de gas cada uno que tiene un gas de alta presión sellado en los mismos y una pequeña cantidad de una composición explosiva para suministrar calor al gas de alta presión contenido en cada cilindro, para generar de este modo una gran cantidad de un gas de alta presión y alta temperatura .

Sin embargo, el generador de gas descrito en JP H08-253100 A tiene un cuello de botella ya que el alto costo de los cilindros da por resultado un gran incremento en el precio unitario del generador de gas. En vista de esto, la JP 2005-313752A describe un generador de gas capaz de generar un gas de alta presión y alta temperatura a través de la combustión de un agente generador de gas relleno en el generador de gas, sin usar un cilindro. Este generador de gas incluye, dentro de un alojamiento, un agente generador de gas, un encendedor para encender el agente generador de gas, y un filtro para enfriar el gas de alta presión y alta temperatura generado del agente generador de gas y filtrar el mismo. En la elaboración del generador de gas, finalmente se inserta un tapón formado de hierro en una abertura del alojamiento que tiene los componentes mencionados anteriormente arreglados en el mismo, y una porción terminal en el lado de la abertura se calafatea en una ranura de calafete del tapón para sellar la abertura, de modo que el generador de gas tiene una estructura sellada como un recipiente a presión.

Descripción de la Invención Problemas que se Van a Solucionar por la Invención En años recientes, en vista de mejorar la seguridad de los pasajeros en un automóvil, se está incrementando el número de bolsas de aire que se van a instalar en un automóvil. Junto con el incremento, también se está incrementado el número de generadores de gas que se van a usar para cada automóvil. Sin embargo, el incremento en el número de sistemas de bolsa de aire instalados en un automóvil conduce a los siguientes problemas. Es decir, se incrementa el peso del automóvil, lo que da por resultado una reducción en la eficiencia del combustible. Adicionalmente , se requiere espacio adicional para acomodar una pluralidad de sistemas de bolsa de aire, lo que reduce el espacio interior del automóvil, deteriorando la comodidad de los pasajeros. En vista de estos problemas, se desea un generador de gas de peso y tamaño reducido en tanto que mantenga una resistencia suficiente.

Por lo tanto, es un objeto de la presente invención proporcionar un generador de gas que sea de tamaño Y peso reducido en tanto que mantenga una resistencia suficiente como un recipiente a presión, a través de la optimización de la estructura y material constituyente del mismo .

Medios para Solucionar los Problemas A fin de lograr el objeto mencionado anteriormente, un generador de gas de acuerdo a la presente invención incluye un alojamiento en una forma tubular que tiene una abertura en al menos un extremo del mismo y un tapón insertado en la abertura, de modo que se reduce en diámetro una porción terminal en el lado de la abertura y se calafatea en una ranura de calafateo del tapón, para sellar de este modo la abertura, en la cual: la ranura de calafateo es una ranura de raya que se extiende a lo largo de la periferia del tapón y es de sección rectangular; y la ranura de calafateo tiene al menos una de las paredes laterales que forman la ranura de calafateo, la pared lateral que está más cerca al centro del alojamiento, que está ortogonal o inclinado, al lado de la abertura, con respecto al eje del alojamiento. Con esta configuración, llega a ser improbable que el tapón se extraiga aún bajo la carga de presión interna, de modo que el generador de gas se puede incrementar en resistencia como un recipiente a presión. Adicionalmente, la configuración impide de este modo que el tapón se extraiga o arranque con el resultado que se puede reducir en tamaño el tapón, que también reduce el tamaño del mismo .

Adicionalmente, el tapón se puede formar de manera preferente de aluminio, una aleación de aluminio, una aleación de titanio, o una aleación de magnesio. La razón es como sigue. Cuando el tapón se forma del metal mencionado anteriormente bajo la forma de tapón mencionado anteriormente, de manera particularmente preferente, la forma de tapón que tiene una pared lateral inclinada a lado de la abertura formada de esta manera, el generador de gas se puede reducir de peso en comparación al caso del uso de un tapón hecho de hierro.

Adicionalmente , la ranura de calafateo puede tener de manera preferente una profundidad que cae dentro de un intervalo de 0.02 a 0.35 veces el diámetro del tapón, debido a que se prefiere la profundidad de la ranura de calafateo que cae dentro del intervalo mencionado anteriormente en vista de asegurar la resistencia del generador de gas en tanto que se reduce el peso y tamaño del mismo.

Aún adicionalmente, la ranura de calafateo puede tener de manera preferente un ancho de ranura que cae dentro de un intervalo de 0.02 a 0.20 veces el diámetro del tapón, en tanto que se prefiere el ancho de ranura de la ranura de calafateo que cae dentro del intervalo mencionado anteriormente en vista de asegurar la resistencia del generador de gas en tanto que se reduce el tamaño y peso del mismo .

Efectos de la Invención De acuerdo a la presente invención, se puede proporcionar un generador de gas que es de tamaño y peso reducido en tanto que se mantiene la resistencia como un recipiente a presión, a través de la optimización de la estructura del tapón que sella la abertura del alojamiento del generador de gas. Adicionalmente, el material para formar el tapón se selecciona apropiadamente bajo la configuración mencionada anteriormente para unir el tapón, para reducir adicionalmente de este modo el peso y tamaño del generador de gas.

Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 (a) es una vista seccional en la dirección a lo ancho de un generador de gas de acuerdo a la presente invención, y la Figura 1(b) es una vista parcialmente agrandada del generador de gas de la Figura Ka) .

La Figura 2 (a) es una vista seccional en la dirección a lo ancho de un generador convencional de gas, y la Figura 2 (b) es una vista parcialmente agrandada del generador de gas de la Figura 2 (a) .

La Figura 3 es una vista parcialmente agrandada de una sección transversal en la dirección a lo ancho de otro generador de gas de acuerdo a la presente invención.

La Figura 4 es una vista parcialmente agrandada de una sección transversal en la dirección a lo ancho de otro generador de gas adicional de acuerdo a la presente invención.

Mejores Modos para Llevar a Cabo la Invención A continuación, con referencia a las figuras, se describen modalidades de la presente invención. La Figura 1 (a) es una vista seccional en la dirección a lo ancho de un generador de gas de acuerdo a la presente invención, y la Figura 1 (b) es una vista parcialmente agrandada del generador de gas de la Figura 1 (a) . La Figura 2 (a) es una vista seccional en la dirección a lo ancho de un generador convencional de gas, y la Figura 2(b) es una vista parcialmente agrandada del generador de gas de la Figura 2 (a) . Las Figuras 3 y 4 son cada una vista parcialmente agrandada de una sección transversal en la dirección a lo ancho de cada uno de los otros generadores de gas de acuerdo a Da presente invención.

El generador 1 de gas ilustrado en la Figura 1 tiene una estructura de dos cámaras formada de una cámara 2 de generación de gas y una cámara 3 de filtro que están conectadas en serie y en compartimientos por un alojamiento tubular 4 y una placa 6 de división que tiene un disco 5 de ruptura. La cámara 2 de generación de gas está rellena con un agente 7 generador de gas en la forma de gránulos que contienen un compuesto metálico no de azida. La cámara 3 de filtro -acomoda un filtro 8 para capturar y enfriar escoria del gas. Adicionalmente , un encendedor 9 para encender y combustionar el agente 7 generador de gas en la cámara 2 de generación de gas se une a un extremo del alojamiento 4 en el lado de la cámara 2 de generación de gas. El alojamiento 4 tiene una porción terminal 11 de diámetro reducido y calafateada en una ranura 13 de calafateo de un tapón 12 de modo que se fija y se sella una abertura 10 del alojamiento 4. El método de fijación a través de calafateo empleado en este caso se llama calafateo multidireccional en el cual la porción terminal 11 en el lado de abertura del alojamiento 4 tiene un diámetro uniformemente reducido hacia una dirección radial. La ranura 13 de calafateo es una ranura de raya que tiene una sección rectangular y se extiende a lo largo de la periferia del tapón 12. De las paredes laterales 14 que forman la ranura 13 de calafateo, una pared lateral 14a más cerca al centro del alojamiento está ortogonal a un eje X del alojamiento 4.

En lo siguiente, se da la descripción del principio de trabajo del sistema de bolsa de aire que sirve como un sistema de seguridad en el accionamiento del generador 1 de gas mencionado anteriormente. Primero, en la colisión de un automóvil, un sensor de colisión transmite una señal de detección de colisión, y la señal se recibe por el encendedor 9. La señal de detección de colisión recibida de esta manera hace que se active el encendedor 9 con una corriente y se encienda, y fluye una flama en la cámara 2 de generación de gas. La flama que se ha hecho fluir de esta manera se enciende y quema el agente 7 generador de gas con el resultado que se genera una gran cantidad de un gas de alta presión y alta temperatura a partir del agente 7 generador de gas. El gas de alta presión y alta temperatura generado de este modo incrementa la presión interna de la cámara 2 de generación de gas a un valor predeterminado o más, para romper el disco 5 de ruptura, de modo que el gas pasa a través de un agujero 15 de la placa 6 de división para fluir a la cámara 3 de filtro. Entonces, el gas de alta presión y alta temperatura se somete al proceso de recolección de escoria y al proceso de enfriamiento por el filtro 8, y se alimenta en la bolsa de aire mediante agujeros 16 de desfogue de gas formados en la cámara 3 de filtro. Como resultado, la bolsa de aire se infla rápidamente y se despliega para servir como un cojín para los pasajeros durante la colisión, asegurando de este modo la seguridad de los pasajeros.

Los inventores han hecho un estudio extensivo de un método para reducir el tamaño y peso del generador 1 de gas en tanto que se mantiene la resistencia como un recipiente a presión, y obtuvieron los hallazgos como sigue. Un generador 101 de gas de la técnica convencional como se ilustra en la Figura 2 tiene en general un tapón 112 y un alojamiento 104 que se producen de hierro, que se fijan uno al otro a través de soldadura o calafateo. Aquí, a fin de reducir el peso del generador 101 de gas convencional, si el tapón 112 se forma de, por ejemplo, aluminio que es de peso específico más pequeño que el hierro, el tapón 112 y el alojamiento 104 se forman de diferentes clases de metales, lo que conduce a un problema que es difícil de fijar el tapón 112 y el alojamiento 104 a través de soldadura, y la parte soldada es de resistencia reducida. Por lo tanto, aún si el tapón 112 se forma de aluminio, la porción terminal 111 del alojamiento 104 en el lado de la abertura 110 necesita aún ser de diámetro reducido y calafateado en la ranura 113 de calafateo del tapón 112 para que se fije, como se ilustra en la Figura 2, de manera similar al caso de usar el tapón 112 de hierro. Sin embargo, como se ilustra en la Figura 2, de las paredes laterales 114 que forman la ranura 13 de calafateo, una pared lateral 114a más cerca al centro del alojamiento se inclina al centro del alojamiento con respecto al eje X del alojamiento 104, y por lo tanto, cuando el tapón 112 y el alojamiento 104 se fijan entre sí usando una fuerza de fricción generada entre las superficies de pared del tapón 112 y el alojamiento 104 en el lado central del alojamiento 104, el tapón 112 de aluminio se deforma bajo la presión aplicada dentro del generador 101 de gas debido a que el tapón 112 de aluminio es de una dureza significativamente menor que el tapón 112 de hierro. Adicionalmente , el alojamiento 104 es de diámetro incrementado y se deforma debido a un incremento en la presión interna del generador 101 de gas, con el resultado que no se puede asegurar una suficiente fuerza de fricción en las superficies de la pared. Como resultado, cuando la presión se incrementa dentro del generador 101 de gas, el tapón 112 no puede resistir la presión interna y se extrae, conduciendo al temor que se libere el gas, no solo a través de los agujeros 16 de desfogue de gas, sino también a través de la porción terminal abierta 111 del alojamiento 104.

En vista de los problemas mencionados anteriormente, los inventores han encontrado lo siguiente. Es decir, como se ilustra en la Figura 1(b), cuando la ranura 13 de calafateo del tapón 12 se forma como una ranura de raya que tiene una sección transversal rectangular que se extiende a lo largo de la periferia del tapón 12, y adicionalmente , de las paredes laterales 14 que forman la ranura 13 de calafateo, una pared lateral 14a más cerca al centro del alojamiento se hace ortogonal a un eje X del alojamiento 4 o se inclina al lado de la abertura 10, la superficie de la pared del alojamiento 4 se engancha sobre la superficie de la pared del tapón 12 para que se asegure en la misma, con el resultado que, en comparación a la fijación mencionada anteriormente a través de la fuerza de fricción, el tapón 12 se pueda fijar de manera más segura al alojamiento 4. Adicionalmente, los inventores también han encontrado que, aún si se incrementa de diámetro del alojamiento y se deforma debido a un incremento de la presión interna del generador 1 de gas, esta deformación más bien incrementa la capacidad de aseguramiento y de engancharse. Por consiguiente, a través del empleo de la configuración mencionada anteriormente, aún cuando el tapón 12 se forme de, por ejemplo, aluminio, que es de peso específico más pequeño y de menor dureza que el hierro, el generador de gas aún se puede reducir de peso en tanto que mantiene una resistencia suficiente como un recipiente a presión. Adicionalmente , cuando el tapón se forma en la forma mencionada anteriormente, el tapón 12 se puede asegurar de forma suficiente sobre el alojamiento 4 para que se fije de forma segura a este aún cuando el ancho Wl de ranura y la profundidad D de la ranura 13 de calafateo formada en el tapón 12 se reducen, de modo que también se puede reducir en tamaño el generador 1 de gas. En este momento, se debe señalar correctamente que la pared lateral 14a más cerca al centro del alojamiento 4 se hace ortogonal a un eje X del alojamiento 4 o se inclina al lado de la abertura 10 solo después de que el alojamiento 4 se calafatea en el tapón 12, no antes de que el alojamiento 4 se calafate en el tapón 12. La ranura de calafateo del tapón también puede estar en otra forma. Por ejemplo, como se ilustra en la Figura 3, un fondo 17 de una ranura de una ranura 13A de calafateo del tapón 12A se puede hacer de esquinas biseladas. De manera alternativa, como se ilustra en la Figura 4, una pared lateral 14b de una ranura 13b de calafateo de un tapón 12B, la pared lateral 14b que está más cerca al centro de un alojamiento 4A, se puede inclinar al lado de la abertura 10 (es decir, en una dirección radial Y del alojamiento 4A) por 70 grados con respecto al eje X en lugar de que esté ortogonal al eje X, de modo que un extremo abierto 11A del alojamiento 4A se puede calafatear para que se deforme en una forma que corresponde a la forma de la ranura 13B de calafateo.

Adicionalmente, el tapón 12 (12A, 12B) se puede formar preferentemente de, diferente del aluminio como se describe anteriormente, una aleación de aluminio, una aleación de titanio, o una aleación de magnesio, que son de dureza más pequeña y de peso específico más pequeño que el hierro. La composición, el contenido, la combinación, y similares del material metálico que se va a seleccionar se pueden cambiar como sea apropiado de acuerdo al desempeño deseado para el generador de gas.

Adicionalmente, la ranura 13 (13A, 13B) de calafateo se puede formar de manera preferente para que tenga la profundidad D que cae dentro de un intervalo de 0.02 a 0.35 veces el diámetro 2 del tapón 12 (12A, 12B) . La razón es como sigue. Cuando la profundidad D de la ranura 13 (13A, 13B) de calafateo excede 0.35 veces el diámetro W2 del tapón 12 (12A, 12B) , se incrementa la capacidad de aseguramiento del tapón 12 (12A, 12B) con respecto al alojamiento 4 (4A) , en tanto que toma más tiempo en el proceso de calafateo del alojamiento 4 (4A) en el tapón 12 (12A, 12B) en el momento de la elaboración, lo que puede conducir a una reducción en la productividad. Por otra parte, cuando la profundidad D de la ranura 13 (13A, 13B) de calafateo es más pequeña que 0.02 veces el diámetro W2 del tapón 12 (12A, 12B) , toma menos tiempo en el proceso de calafateo del alojamiento 4 (4A) en el tapón 12 (12A, 12B) y se puede incrementar la productividad, en tanto que el alojamiento 4 (4A) se asegura sobre el tapón 12 (12A, 12B) en una porción que es pequeña de modo que puede llegar a ser insuficiente la capacidad de aseguramiento del aoj amiento 4 (4A) con respecto al tapón 12 (12A, 12B) .

Aún adicionalmente , la ranura 13 (13A, 13B) de calafateo se puede formar de manera preferente para que tenga el ancho Wl de ranura que cae dentro de un intervalo de 0.02 a 0.20 veces el diámetro W2 del tapón 12 (12A, 12B) . La razón es como sigue. Cuando el ancho Wl de ranura de la ranura 13 (13A, 13B) de. calafateo excede 0.20 veces el diámetro W2 del tapón 12 (12A, 12B) , se incrementa excesivamente en tamaño el tapón 12 (12A, 12B) en la dirección axial X, lo que puede conducir a un obstáculo en la reducción del tamaño del generador 1 de gas. Por otra parte, cuando el ancho Wl de ranura de la ranura 13 (13A, 13B) de calafateo es más pequeño que 0.02 veces el diámetro W2 del tapón 12 (12A, 12B) , se puede reducir de tamaño el generador 1 de gas, en tanto que el alojamiento 4 (4A) se asegura sobre el tapón 12 (12A, 12B) en una porción que es pequeña de modo que puede llegar a ser insuficiente la capacidad de aseguramiento del alojamiento 4 (4A) con respecto al tapón 12 (12A, 12B) .

El disco 5 de ruptura se forma de una hoja metálica, tal como una hoja de aluminio, que tiene un corte hecho en la misma, y sirve como una función de prevenir la entrada de humedad dentro de la cámara 2 de generación de gas y ajustar la presión interna de la cámara 2 de generación de gas. Esta configuración impide que la humedad entre en la cámara 2 de generación de gas, aún durante un momento diferente de la colisión. El corte se forma de modo que el disco 5 de ruptura se corta cuando se genera un gas en la colisión para permitir que el gas fluya suavemente en la cámara 3 de filtro. Adicionalmente, el filtro 8 se puede configurar como una combinación de una malla de alambre tejido, y una varilla de alambre metálico de tejido plano o de tejido rizado.

Adicionalmente, como el agente 7 generador de gas, diferente del agente 7 generador de gas mencionado anteriormente que contiene un compuesto metálico no de azida, también se puede emplear el agente 7 generador de gas que contiene un compuesto orgánico de nitrógeno para lograr desempeño estable de ignición y combustión. Como el agente 7 generador de gas que contiene un compuesto orgánico de nitrógeno, se puede emplear un agente generador de gas que contiene, como un componente de combustión, un compuesto orgánico que contiene nitrógeno tal como un compuesto basado en tetrazol, un compuesto basado en triazol, un compuesto basado en amida, y un compuesto basado en guanidina. El agente 7 generador de gas puede estar en la forma de gránulos como se ilustra, pero no se limita a esto, y también puede estar en la forma de discos, gránulos, cilindros, y cilindros huecos.

El generador 1 de gas mencionado anteriormente ilustrado en la Figura 1 se produce como sigue. Primero, el encendedor 9 se une a un extremo del alojamiento 4, y la porción terminal del alojamiento es de diámetro reducido para que se calafate, para fijar de este modo el encendedor 9. Entonces, un cojín, el agente 7 generador de gas, y la placa 6 de división se instala en este orden en la cámara 2 de generación de gas, y el alojamiento se reduce circunferencialmente de diámetro y se calafatea en un área donde se une la placa 6 de división, para fijar de este modo la placa 6 de división. Entonces, el filtro 8 se acomoda en la cámara 3 de filtro, y la otra porción terminal 11 del alojamiento 4 se reduce de diámetro para que se calafate en la ranura 13 de calafateo del tapón 12, para sellar el alojamiento, para obtener de este modo el generador 1 de gas que sirve como un recipiente a presión.

Se debe señalar que las modalidades mencionadas anteriormente se ejemplifican solo como parte de la presente invención, y estas configuraciones se pueden combinar entre sí o se pueden someter a varias alteraciones sin apartarse del aspecto principal de la presente invención. Por ejemplo, el generador de gas del ejemplo ilustrado emplea una configuración en la cual solo un extremo del alojamiento se sella por el tapón. Sin embargo, el generador de gas de acuerdo a la presente invención no se limita a esto. Aunque no se muestra, también se puede adoptar una configuración en la cual el alojamiento se sella en ambos extremos del mismo por el tapón.

Aplicabilidad Industrial Como es evidente de la descripción anterior, la presente invención es capaz de proporcionar un generador de gas que es de peso y tamaño reducido en tanto que mantiene una resistencia suficiente como un recipiente a presión, a través de la optimización de la estructura y material constituyente del mismo.

Descripción de Símbolos 1, 101.- generador de gas 2. - cámara de generación de gas 3. - cámara de filtro 4. 104, 4A.- alojamiento 5. - disco de ruptura 6.- placa de división 7. - agente generador de gas 8. - filtro 9. - encendedor 10. 110.- abertura 11, 111, 11A.- porción terminal abierta 12. 112, 12A, 12B.- tapón 13. 113, 13A, 13B.- ranura de calafateo 14. - pared lateral de ranura de calafateo 14a, 114a, 14b.- pared lateral más cerca al centro del alojamiento 15. - agujero de placa de división 16. - agujero de desfogue de gas 17. - fondo de ranura de la ranura de calafateo X.- eje de alojamiento Y.- dirección radial del alojamiento

Claims (4)

REI INDICACIONES

1. Un generador de gas que incluye un alojamiento de una forma tubular que tiene una abertura en al menos un extremo del mismo y un tapón insertado en la abertura, de modo que una porción terminal en el lado de la abertura se reduce de diámetro y se calafatea en una ranura de calafateo del tapón, para sellar de este modo la abertura, caracterizado porque la ranura de calafateo es una ranura de raya que se extiende a lo largo de la periferia del tapón y es de sección rectangular; y en donde la ranura de calafateo tiene al menos una de las paredes laterales que forman la ranura de calafateo, la pared lateral que está más cerca al centro del alojamiento, que está ortogonal o inclinada al lado de la abertura, con respecto al eje del alojamiento.

2. El generador de gas de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el tapón se forma de uno de aluminio, una aleación de aluminio, una aleación de titanio, y una aleación de magnesio.

3. El generador de gas de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la ranura de calafateo tiene una profundidad que cae dentro de un intervalo de 0.02 a 0.35 veces el diámetro del tapón.

4. El generador de gas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la ranura de calafateo tiene un ancho de ranura que cae dentro de un intervalo de 0.02 a 0.20 veces el diámetro del tapón.