CN102667395A - 使用反应性气体的气体发生器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到一种气体发生器，包括反应性气体的两个储存室(3，5)，能够被触发从而打开所述储存室的盖(8，9)并开始燃烧所述反应性气体的点火装置(2)，用于将燃烧气体释放到外侧的开口(44)。本发明的特征在于，气体储存室(3)、用于向外侧扩散燃烧气体的装置(4)和第二气体储存室(5)沿纵向(L)连续设置，在所述储存室(3)中提供的用于引导由所述装置(2)生成的压力波传递到盖(8)处以打开所述第一盖(8)的导向壁(14)，所述扩散装置(4)包括用于将压力波从所述盖(8)处引导到所述盖(13)处以打开后者的管(43)，所述管(43)与所述出口(44)连通。

Description

使用反应性气体的气体发生器
技术领域
本发明涉及使用反应性气体的气体发生器。
背景技术
在汽车中，气体发生器被用于为安全垫(气囊)充气，以保护乘客。
具体地，本发明的领域涉及用于被动正面或侧面保护的气体发生器，更具体地涉及帘式的充气垫。
这些气体发生器包括两个气体储存室，每个均容纳有反应性气体。为了从外部生成气体，所述两个储存室打开，使得两种反应性气体通过燃烧进行反应，向外侧扩散燃烧气体，作为充气气体。
反应性气体的气体发生器的一个问题是重量增加和容积增加，而这是汽车制造商所必须限制的。
发明内容
本发明希望提供一种能够解决这些问题的反应性气体的气体发生器。
为此，本发明的第一目标为一种反应性气体的气体发生器，包括：
压缩气体的第一储存室，由容纳第一反应性气体的第一壁所限定，由至少一个能够被打开的第一闭合盖所闭合，
压缩气体的第二储存室，容纳第二反应性气体，由至少一个能够被打开的第二闭合盖所闭合，
点火装置，能够被触发以打开盖，启动第一反应性气体与第二反应性气体的燃烧，以生成燃烧气体，
至少一个出口，用于向外侧放出燃烧气体，
其特征在于
所述点火装置被设置在发生器的第一纵向端部处，包括设置的用于在其触发阶段生成压力波的器件，
所述点火装置、所述第一气体储存室、用于向外侧扩散燃烧气体的扩散装置以及所述第二气体储存室沿纵向连续设置，
所述第一闭合盖被设置在所述第一气体储存室和所述扩散装置之间，
所述第二闭合盖被设置在所述扩散装置和所述第二气体储存室之间，
区别于所述第一壁的导向壁被设置在所述第一气体储存室中，用于引导由所述点火装置生成的压力波到达所述第一盖，以打开所述第一盖，
所述扩散装置限定了用于使气体通过的管，该管被设置为以便将所述压力波由所述第一盖引导至所述第二盖，以打开所述第二盖，并与所述出口连通。
由于本发明，有可能通过单个点火装置(包括位于纵向端部的单个电烟火引发器)而触发发生器，而仍然使所述扩散装置位于发生器的两个纵向端部之间和两个储存室之间，以及例如大体上位于沿纵向的中间处，这对于在狭窄环境下，例如帘式充气垫的环境下尤为有利。
根据本发明的实施例：
-所述的第一盖和第二盖分别附接在所述扩散装置的第一侧部和第二侧部上，所述管一方面朝所述第一盖向所述第一侧部内开口，另一方面朝所述第二盖向所述第二侧部内开口，所述管设置在所述导向壁的延长部分处。
-所述扩散装置的第一侧部和第二侧部分别位于所述第一储存室和第二储存室内部，所述开口被设置在所述第一侧部和所述第二侧部之间延伸的所述扩散装置的外表面上。
-所述第一外壁延伸至具有至少一个用于使气体通过的孔的第一内壁的扩散装置，由附接至所述第一内壁的所述第一盖闭合，所述第二储存室由外壁所限定，所述外壁延伸至具有至少一个用于使气体通过的孔的第二横向内壁的扩散装置，由附接至所述第二内壁的第二盖闭合。
-所述第一盖被附接至所述第一内壁且位于与所述扩散装置隔开的所述储存室的侧部上。
-所述第二盖被附接至所述第二内壁且位于与所述扩散装置隔开的所述储存室的侧部上。
-所述扩散装置具有外壁，所述外壁限定了内管，包括所述至少一个开口且包绕所述第一储存室和第二储存室的所述第一内壁和所述第二内壁，所述外壁由第一外壁和第二外壁冲压形成。
-所述导向壁包括至少一个用于使所述第一储存室中的气体通过的孔。
-所述导向壁包括肩部，所述肩部顶住所述扩散装置和/或顶住附接于所述扩散装置的所述第一盖的部分。
-所述点火装置包括含电控钉的电烟火引发器，所述电控钉可在所述发生器的第一纵向端部处被接触到，所述点火装置还包括容纳烟火装药的盖，所述盖包括侧部，所述侧部朝向用于与所述第一储存室相对分离的分离壁，以便将电控信号应用到所述钉上后引起所述引发器的烟火装药的点燃，使得在触发后，所述分离壁破碎，在所述导向壁中释放压力波。
附图说明
通过阅读下面的描述(仅仅作为非限制性的示例)，结合附图，本发明可以得到更好的理解，其中：
-图1A为根据本发明第一实施例的气体发生器的纵向剖面视图，
-图1B为根据图1A所示发生器的第一纵向端部的主视图，
-图2、3和4为根据本发明的发生器的第二、第三和第四实施例的纵向切面视图，
-图5示出了图4的一个变型。
具体实施方式
在附图中，气体发生器1在第一纵向端部11和第二纵向端部12之间，沿着纵向的方向L接连包括：
-单个电烟火引发器2，也可称为电烟火点火器，
-承压气体的第一储存室3，
-气体扩散装置或气体扩散器4，
-承压气体的第二储存室5。
储存室3和5在纵向L上为细长的形状。横向为在与纵向L垂直的平面方向延伸。发生器1沿纵向L尺寸最大，比其横向尺寸大。气体扩散器4被固定在储存室3和5之间，即在它们各自的外壁7和9之间。
由承压的第一反应性气体和惰性气体组成的混合物被储存在储存室3中。由与第一反应性气体不同的第二反应性气体，以及与容纳在第一储存室3中的惰性气体不同或相同的惰性气体所组成的混合物被储存在储存室5中。第一反应性气体和第二反应性气体能够通过燃烧与彼此反应，生成燃烧气体。第一反应性气体比如是氢气。第二反应性气体比如是氧气。在储存室3和5中的惰性气体比如是氩气。
电烟火引发器2被设置在纵向端部11处，包括两个金属钉21、22，这两个金属钉可从第一端部11的外部被接触到用于电连接以触发引发器2，例如通过与发出对传感器(未示出)探测到的对汽车冲击而做出响应的触发信号的外部电触发电路(未示出)连接。钉21、22穿过在端部11处包括部件230(围绕在中空隔间231外部)的保持块23，位于中空隔间231中的钉21、22的自由端位于端部11处。块23在其部件230和支柱件232之间包括中央颈233，钉21和22纵向从中穿过，中央颈233由垫块24***包绕，垫块24也从***包绕部件230和232。垫块24使得引发器2被固定就位在端部壳体25中。壳体25包括外部包绕垫块24的部件250，构成了发生器1在端部11处的外表面，部件250由侧壁254连接到围绕引发器2的盖20的圆顶251处，该圆顶251位于第一储存室3的内部。部件232依附在壳体25内部，例如焊接在壳体25上。
盖20包括纵向侧部26，其距离第一端部11和钉21、22最远，用于点燃反应性气体。朝向该侧部26，即远离第一端部11处设置圆顶251的减少厚度部分252，该部分能够在引发器2被点燃时被冲断，该部件252作为第三盖封闭储存室3，能够由引发器2打开，该第三盖252与第一盖8和第二盖13分开。圆顶251包括横向围绕盖20的外侧壁253，该外侧壁由减少厚度的前端部件252所纵向延伸。壳体25的侧壁254(位于远离圆顶251处)附接在第一储存室3的第一外壁7上。圆顶251因此构成了封闭的隔间255，在该隔间内设置引发器2的盖20。部件252因此构成了电烟火引发器2，该器件可在引发器2点火后释放压力波。部件252也构成了关于第一储存室3的分离壁252。
横向延伸的第一盖8附接至扩散器4的第一纵向侧部，与第一壁7和圆顶251限定第一储存室3。扩散器4包括第二纵向侧部42，比在纵向L上距离第一纵向侧部41更加远离引发器2。扩散器4的第二侧部42附接至第二储存室5的第二外壁9上，其中第二外壁9在第二纵向端部12处被附接至闭合装置10上。第二横向延伸盖13被附接至扩散器4的第二侧部42上。盖8和13比如分别焊接到扩散器4的侧部41和42上。当然，盖8、13也可能附接至壁7、9的延伸处，构成扩散器4的两个不同的侧部41、42。
第二储存室5由第二盖13、第二壁9和闭合装置10所限定。储存室3、5的外壁7、9分别包括用于向储存室填充气体的装置，例如可分别通过塞子71、91进行闭合。
扩散器4因此被保持在第一壁7和第二壁9之间。扩散器4限定了内部气体流通管43，管43从第一侧部41伸到第二侧部42，一方面由第一盖8闭合，另一方面由第二盖13闭合。在侧部41和42之间，扩散器4包括通向外部的气体出口44，每个均由次级管440组成，一方面在主管43的内部开口，另一方面在扩散器4的外表面45处开口。多个开口44比如分布在扩散器4的壁45的外周上，径向管440比如将开口44与中央内管43连接。扩散器4的第一和第二侧部41、42分别设置在第一储存室3和第二储存室5内部；所述开口44被设置在扩散器4的从第一侧部41延伸到第二侧部42处的外表面45上。扩散器4通过例如由圆柱形和圆形的外部***表面45例如环绕导管43。
在圆顶251和第一盖8之间设置压力波导向器14，以将被引发器2点火后由部件252释放的压力波引导到第一盖8处，以便打开第一盖8，然后保持足够的能量而打开第二盖9。导向器14由与第一壁7分开的壁14所组成，并设置在第一储存室3内部。壁14包括第一部件141，第一部件141至少部分围绕圆顶251的外侧壁253。壁14比如附接至外侧壁25上，例如说收缩到它上面。减小厚度部件252被设置在由第一储存室3内的第一部件141所限定的内部空间142中。第一部件141与朝向第一盖8的壁14的第二部件143连接。导向壁14的第二部件143具有比如与第一部件141的相比更小的截面积，由第三锥形部件144将其与第一部件141连接，以便将从第一部件141到第二部件143的压力波聚集。管43与在导向器14中的压力波的传播方向对准。壁7、9和14沿纵向L延伸，例如成管状。壁14和内管43比如均与纵向L平行。
第二部件143限定了第二压力波导向室145，该导向室设置在扩散器4的内管43的纵向延长线上。扩散器4的内管43的几何形状使得压力波从第一侧部41被引导到第二侧部42，因此为波导管。导向器14的部件143的内部横向宽度比扩散器4的内管43的内部横向宽度小。
在导向壁14中设置一个或多个通孔146，使得可以流向容纳在第一储存室3中的气体。因此，壁14的内室142和145也被用于储存来自储存室3中的气体，这些气体因此被设置在导向壁14的内部与外部。导向壁14的内部截面积大于通孔146的横截面。
气体发生器的操作方法如下。
应用外部电控制电路，电触发信号施加在引发器2的钉21、22上，所述引发器点燃了容纳在盖20中的烟火装药。由于其烟火装药的燃烧，盖20然后在纵向S(朝向圆顶251的减小厚度部件252)上，在其侧部26处打开。由室255(被圆顶251限定)内部引发器2的点火生成的压力导致减小厚度部件252的破裂，在纵向S上释放了压力波。该压力波然后由壁14引导至第一盖8处。该压力波然后冲破第一盖8，继而沿扩散器4的内管43内纵向传播，到达第二盖13。该压力波然后冲破第二盖13。
容纳在两个储存室3和5中的气体继而能够通过穿过扩散器4的内管43而混合。引发器2的点火同样导致了热粒子被通过打碎的减小厚度部件252射进导向器14的内室141和145中，通过打破的第一盖8进入扩散器4的内管43中。这些热粒子然后导致在内管43中第一反应性气体与第二反应性气体的燃烧，从而生成第三燃烧气体，该第三燃烧气体然后通过开口44漏出进入发生器1内部。储存室3和5然后通过开口44完全排尽，虽然由于气体储存室的开口的运动学，会有专门从储存室7中进来的气体，而这些气体会由开口44进行扩散，在扩散器内并不会被反应。
导向壁14(与限定第一储存室3的外壁7分开)阻止了在整个第一储存室3内部且相对于第一壁7的压力波的传播，使得第一壁7因为其需要较少的能力抵抗该压力波而厚度可以减少。因此，第一储存室3的完全增压被尽可能地避免。实际上，在第一壁7的厚度，以及因此其质量，以及在储存室3中达到的最大内压力之间需要准确的匹配。压力波的传播及其对第一壁7的冲击被因此而避免。
此外，与由点火装置2发出的入射波的几何传播有关的能量损失，会因为加入了导向器14而被显著地降低。因此，点火装置2的烟火装药能够被相当大地减少。另外，由引发器2发出的热粒子被防止保留在第一储存室3中。所有从引发器2的热粒子被引导到第一储存室3的外部。
对于含535毫克烟火装药的引发器和外径为25mm的气体储存室3和5来说，在点火时其总体增压可达到在室温(约20℃)下140MPa，或者在高温下约170MPa。导向壁14的加入使得对于第一储存室3(包括压力波导向器14)重量的要求降低了50％。另外，在两个盖8和13承受的压力比值为2，这使得引发器2的烟火质量及由此的导向器14中的压力同样地减少，因此导向器14的质量补充性地增加。
与本领域的状况相比，获得了更紧凑和更轻便的发生器，费用更低，只具有少量的部件。
获得这些部件的过程比较简单(制成管状，冲压)。制造发生器的过程也很好建立(激光或冲击焊接)。气体储存室的打开时间缩短。
因此能够通过单次压力波打开储存室3和5的两个盖8和13，而不会对气体储存室3和5过度增压。
例如，密集的气***于第一储存室3中(氧气)，而不太密集的气体(氢气或氦气)位于第二储存室5中，以便压力波可以在导向器14内具有更多能量。这样因此有可能由单个引发器和单个导向器打开接近两个储存室的两个盖，设置的引发器仅与两个储存室中的一个(储存室3在前面)相通。扩散器4的内管43被设置用于打开第二盖13，克服第二储存室5的反压。
第二储存室5包含气流减少装置51，由例如被通孔511穿孔的横向壁510构成，横向壁510由与壁510连接的纵向壁512所维持到壁9的内表面，并被设置在比如对着第二盖13周围的第二侧部42。
压力波导向器14在其下游端部开口周围，靠着第一侧部41上的第一盖8包括肩部147。肩部147(被设置在对着第一侧部41的纵向S)防止导向壁14在引发器2被点燃时移动。
在图1A、1B和3中示出的实施例中，肩部147依附在第一盖8(附接至扩散器4的第一侧部41)的部分上，其横向宽度小于壁7的内部横向宽度，使得肩部147与壁7之间留有空间。
在图3和图4所示的实施例中，穿过壁14的气体通孔146被设置在围绕减小厚度部件252并在纵向S上朝向该部件的第一部件141中。
在图1A示出的实施例中，穿过壁14的气体通孔146被设置在第二部件143中，比如靠近第一盖8。
在图2示出的实施例中，肩部147由部件148延伸，与盖8限定了内室149。因此，导向壁14的部件143开口进入内室149中，内室149因此与内室145连通。部件148依附在盖8的与扩散器4的第一侧部41附接的部分处，并与壁7的内表面隔开。部件143的横向宽度比如小于扩散器4的内管43的横向宽度，同时在纵向L上朝向它。气体通孔146比如被设置在肩部147的与盖8和第一侧部41隔开处。
在图2的实施例中，部件143的内部横向宽度比其他图1A、1B、3和4中的部件143的内部横向宽度小，这使得对盖8和13的压力波更加聚集。
在图4所示的实施例中，盖8、13并非附接在扩散器4上，而是附接在储存室3和5上。储存室3的外壁7由内部横向壁72延伸向扩散器4，在内部横向壁72中有气体通孔73。第一盖8被附接至内壁72上，以便关闭孔73和储存室3。内壁72因此构成了扩散器4的第一不同侧部41。盖8通过例如在储存室3的侧部41，与扩散器4隔开处与壁72附接。储存室5的外壁9由内部横向壁92延伸向扩散器4，在内部横向壁92中有气体通孔93。第二盖13被附接至壁92上，以便关闭孔93和储存室5。内壁92因此构成了扩散器4的第二不同侧部42。盖13通过例如在储存室5的侧部42，与扩散器4隔开处与壁92附接。扩散器4的外壁45通过环绕壁72和92并与壁7和9附接而在壁72和92之间限定内管43。孔73向导向壁14的内室145内开口，以便压力波被发送进入壁14，冲破盖8，穿过孔73，然后穿过管43和孔93，进而冲破盖13。扩散器4的壁45的厚度可被减小至其绝对最小值。例如，储存室3、5被冲压，构成壁72、92。例如，开口44也可沿扩散器4的壁45的纵向分布。扩散器4比如由在其壁45上穿有开口44的单个管构成。孔73、93沿着在导向器14中的压力波的传播方向对准。
当然，盖8、13能够独立地附接于储存室3和5的外部或内部。
图5示出了图4的一个变型。在图5中，仅示出了壁7、9和扩散器4，未示出的发生器的其他部件与图4中的部件相同。在图5中，扩散器4由包括外壁45的冲压管构成，外壁45通过构成壁92的冲压部分延伸，构成了具有孔93的第二侧部42。壁9通过环绕壁92附接至壁45上。

Claims (10)

1.一种含反应性气体的气体发生器，包括
压缩气体的第一储存室(3)，由容纳第一反应性气体的第一壁(7)所限定，并由至少一个能够被打开的第一闭合盖(8)所闭合，
压缩气体的第二储存室(5)，容纳第二反应性气体，由至少一种能够被打开的第二闭合盖(9)所闭合，
点火装置(2)，能够被触发以打开盖(8，9)，启动第一反应性气体与第二反应性气体的燃烧，以生成燃烧气体，
至少一个出口(44)，用于向外侧放出燃烧气体，
其特征在于
所述点火装置(2)被设置在发生器的第一纵向端部(11)处，包括设置的用于在其触发阶段生成压力波的器件(252)，
所述点火装置(2)、所述第一气体储存室(3)、用于向外侧扩散燃烧气体的扩散装置(4)以及第二气体储存室(5)沿纵向(L)连续设置，
所述第一闭合盖(8)被设置在所述第一气体储存室(3)和所述扩散装置(4)之间，
所述第二闭合盖(13)被设置在所述扩散装置(4)和所述第二气体储存室(5)之间，
区别于所述第一壁(7)的导向壁(14)被设置在所述第一气体储存室(3)中，用于引导由所述点火装置(2)生成的压力波到达所述第一盖(8)，以打开所述第一盖(8)，
所述扩散装置(4)限定了用于使气体通过的管(43)，该管(43)被设置为以便将所述压力波由所述第一盖(8)引导至所述第二盖(13)，以打开所述第二盖(13)，并与所述出口(44)连通。
2.根据权利要求1所述的气体发生器，其特征在于，所述第一盖(8)和第二盖(13)分别附接在所述扩散装置(4)的第一侧部(41)和第二侧部(42)上，管(43)一方面朝所述第一盖(8)向所述第一侧部内开口，另一方面朝所述第二盖(13)向所述第二侧部(42)内开口，所述管(43)设置在所述导向壁(14)的延长部分处。
3.根据权利要求2所述的气体发生器，其特征在于，所述扩散装置(4)的第一侧部(41)和第二侧部(42)分别设置在所述第一储存室(3)和第二储存室(5)内部，所述开口(44)设置在位于所述第一侧部(41)和所述第二侧部(42)之间延伸的所述扩散装置(4)的外表面(45)上。
4.根据权利要求1所述的气体发生器，其特征在于，所述第一外壁(7)延伸至具有至少一个用于使气体通过的孔(72)的第一内壁(72)的所述扩散装置(4)，由附接至所述第一内壁(72)的所述第一盖(8)闭合，所述第二储存室由外壁(9)所限定，所述外壁(9)延伸至具有至少一个用于使气体通过的孔(93)的第二横向内壁(92)的扩散装置(4)，并由附接至所述第二内壁(92)的第二盖(13)闭合。
5.根据权利要求4所述的气体发生器，其特征在于，所述第一盖(8)附接至所述第一内壁(72)上且位于与所述扩散装置(4)隔开的所述储存室(5)的侧部(41)上。
6.根据权利要求4或5所述的气体发生器，其特征在于，所述第二盖(9)附接至所述第二内壁(92)上且位于与所述扩散装置(4)隔开的所述储存室(5)的侧部(42)上。
7.根据权利要求4-6中任意一项所述的气体发生器，其特征在于，所述扩散装置(4)具有外壁(45)，外壁(45)限定了内管(43)，包括所述至少一个开口(44)且包绕所述第一储存室(3)和第二储存室(5)的所述第一内壁(72)和所述第二内壁(92)，所述外壁(45)由第一外壁(7)和第二外壁(9)冲压形成。
8.根据前述权利要求中任意一项所述的气体发生器，其特征在于，所述导向壁(14)包括至少一个用于使所述第一储存室(3)中的气体通过的孔(146)。
9.根据前述权利要求中任意一项所述的气体发生器，其特征在于，所述导向壁(14)包括肩部(147)，所述肩部(147)顶住所述扩散装置(4)和/或顶住附接于所述扩散装置(4)的所述第一盖(8)的部分。
10.根据前述权利要求中任意一项所述的气体发生器，其特征在于，所述点火装置包括含电控钉(21，22)的电烟火引发器(2)，所述电控钉(21，22)可在所述发生器的第一纵向端部(11)处被接触到，所述点火装置还包括容纳有烟火装药的盖(20)，所述盖(20)包括侧部(26)，所述侧部(26)朝向用于与所述第一储存室(3)相对分离的分离壁(252)，以便施加到所述钉(21，22)的电控信号引起所述引发器(2)的烟火装药的点燃，使得在触发后，所述分离壁(252)破碎，在所述导向壁(14)中释放压力波。
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