CN1080870C - 用于机动车乘客保护设备的启动装置 - Google Patents

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Abstract

一种启动装置,该启动装置具有钉形的触针(1),该触针的头部(3)突入到一个起爆室(8)中,一个电阻丝(6)的端部连接到钉形触针的头部(3),填充壳体的引爆剂在装置的制造过程中是可以自由流动的,它包裹了触针(1)的头部(3)和电阻丝(6),并随后发生固化。触针由启动装置壳罩的一个导电延伸部(23)所包围,这样就在该处形成了一个放电间隙(F);为了释放过电压,在该间隙上可同时闪燃多个放电火花。

Description

用于机动车乘客保护设备的启动装置
本发明涉及一种用于机动车乘客保护设备的启动装置(actuationdevice),尤其是应用于可膨胀冲撞保护气垫(即气囊)的启动(点火)装置。
由德国专利DE 4102275 C1可对用于机动车乘客保护装置中的启动装置进行了解,这些乘客保护装置例如为安全带张紧器或气囊***。作为发火元件,这样的启动装置在起爆室中具有一段低阻值的电阻丝,以及一个引爆剂,引爆剂在温度升到足够的值或电阻丝熔化时被点燃。
德国公布的专利公开说明书DE 4429175 A1披露了一种启动装置,该启动装置带有一个由金属合金制得的壳体,以及一个***到该壳体内的接合套环,在该接合套环内设置了一个玻璃绝缘体。在该绝缘体内封装了几个触针,这些触针的端部突入到起爆室中并与绝缘体的前侧接触,这些触针上还连接了作为发火元件的焊合电阻丝。
在现有的启动装置中,封装在电绝缘玻璃中触针的端部首先应贴面落座在玻璃块的前侧,以使得电阻丝可整洁地在玻璃体上定位,不然的话,由于烟火材料以很高的压力填塞在起爆室中,在装填烟火材料层时的压力就不可避免地损坏了焊合电阻丝。
此外,这样的设计还有这样的缺点:当有摇晃震动、冲击或温度波动时,在所产生的力的作用下,引爆剂可能与玻璃体发生松脱,从而使引爆剂和电阻丝之间的接触情况变差,甚至完全中断。在这样的情况下,引爆剂就不能可靠地被点燃了。
此外,由于起爆取决于点火监测电子设备所产生的点火信号的确定的数值,电阻丝必须具有合适的阻值,而这又导致了需要电阻丝具有不同的长度,从而要求在起爆室内的两个触针间具有不同的间距。相应地,由于触针间的相互间隔是由电子监测设备的接插件的尺寸恒定地确定的,从而在壳体内必须将触针弯上不同的程度以保证这一必要的间距。
在专利WO 95/11421中公开了一种启动装置,该启动装置在设计原理上类似于上述按照DE 4429175 A1设计的装置,在该专利的 1中把DE 4429175 A1作为该技术领域的最接近现有技术。在该启动装置中有两个插到电绝缘塑料或橡胶材料中的钉状触针,该触针的平头部与塑料材料的上侧接触。将电阻丝安装在平头部之间;起爆引信安装在该电阻丝上,该起爆引信再与起爆室中的其它引爆剂接触。
在实际环境中,这样的启动装置在使用上是并不可靠的。特别是由于在塑料材料和钉头部位的密封会出现相当多的问题。此外,该处还存在由于作用于发火元件上的晃动、冲击以及温度波动而使电阻丝和引爆剂间的相互接触变松的问题,从而再不能保证具有可靠的点火性能。
在这样的启动装置中的另一个问题是过电压,这可导致启动装置的错误点火。因此,该过电压必须被释放掉,为了这一目的,通常设置一个特定的放电间隙作为过电压保护器。该特定放电间隙指启动装置中两个具有不同导电特性的部件间的最小距离。
在根据上述DE 4429175 A1设计的启动装置中,放电间隙是由专为此目的设置的一个导电环来形成的,该导电环形成了一个与传递点火监测电子设备的信号的触针无关的间隙。因此任何放电火花都可从壳体传到触针上而不是点火电阻丝上。
但事实证明,即使在只有几个千伏的过电压的情况下,这样的过电压也不能通过放电间隙释放掉,从而通过第二或进一步的电火花,起爆剂被点燃。
此外,安装导电环或类似的元件来形成一个放电间隙需要另外的密封措施以及高成本的制造工艺,同时增大了整个装置的尺寸。
从而本发明的目的是设计一种用于机动车乘客保护设备的启动装置,该启动装置的生产工艺简便、结构简单,尤其不需要对触针进行表面研磨操作。
同时本发明还基于这样的任务:即设计一种可以容易地与电子监测设备制造商所确定的数值进行匹配的启动装置,而不需要另外的工作或费用。
本发明进一步的目的是在启动装置上无需另外的元件或生产操作而设置一个集成的过电压保险器。
本发明提供了一种用于机动车乘客保护设备的启动装置,尤其是应用于可膨胀冲撞保护气垫(即气囊)中的启动装置,该启动装置具有两个固定在接合套环中的钉状触针,所说接合套环由电绝缘材料填充,每个触针具有一个颈部和头部;一个帽形壳罩安装在接合套环的顶部,从而在接合套环和壳罩之间形成了一个起爆室,并且在位于起爆室中的触针的头部的上侧之间连接了电阻丝,起爆室由引爆剂填充,其特征在于:钉状触针被密封在由接合套环包容的玻璃材料中,触针的头部完全突入到起爆室中,并和电阻丝一起完全由引爆剂所包围,引爆剂在启动装置的制造过程可自由流动,随后发生固化,使引爆剂被固接在触针的头部上。
根据本发明,启动装置的生产成本通过使用钉形的触针突入到起爆室中而获得了减少,在该钉形触针的头部连接了一个具有所需长度的电阻丝,该电阻丝最好是焊合的,为了保证装置的坚固性和耐久性,壳体由一些引爆剂所填塞,引爆剂在其初始状态为流体并包裹了触针的头部和电阻丝,随后发生固化。这样的引爆剂是已知的:德国专利说明书DE 4319919 C1描述的起爆剂和***在生产过程中也是自由流动的,并随后发生固化。
作为这些措施的结果,在电阻丝上作用了各向同性的压力,从而排除了由于压力不均衡而造成损坏的可能性。此外,引爆剂被固接在触针的头部,这样当引爆剂由于温度波动、启动装置摇晃或震动冲击而发生膨胀或延伸时,二者也不会发生脱开;这就保证了能始终可靠地实现点火。将启动装置暴露在+110℃和-40℃的温度波动范围进行的温度测试、以及振动实验都证实了这一点。
触针与绝缘体的贴面落座也不是必要的了,这样就显著地简化了启动装置的制造过程。
烟火材料最好和胶合剂进行混和,胶合剂在初始状态也为流体随后发生固化。
在根据本发明的设计中,并不需要将电阻丝的端头与钉头的边缘相连,因为如实验所意外地展示的那样,线路阻抗基本上只决定于连接点间的电阻丝长度,从而电阻丝可连接在钉状物头部上侧的任意点上,这一事实导致了只需改变电阻丝的长度、以及相应改变触针头部的连接点位置就可使电阻丝的阻值和发火监测电子设备制造商所确定的发火信号值简单地进行匹配。这就意味着不再需要通过例如将触针弯曲不同的程度来改变起爆室各个触针间的间隙。相反,这些触针可以是笔直的,相互之间具有恒定的距离。触针头部的直径是这样确定的:其能连接的电阻丝的整个阻值范围可兼容由不同制造商所提供的多种电子监测设备。
此外,根据本发明,相对于目前已知的近乎点状的放电间隙,提供了一种具有较大面积的线状放电间隙作为过电压保护器。事实已经证明在更高的过电压值情况下,可以同时闪燃多个放电火花,从而可靠地释放了过电压,而不会使启动装置触发。在该启动装置的元件排列和几何尺寸的基础上,不再需要为了过电压的目的而安装另外的元件。根据本发明,放电间隙最好是通过用壳体的一个导电延伸部分环绕触针来实现,该延伸部跨越了触针颈部相当长的一段长度。该长度例如近似可与触针的周长相等来进行选定的。延伸部的内壁最好是粗糙的,例如可设置一个螺线。实践证明当过电压发生时,这样的设计可使得放电火花在几个位置同时发生。
如上所述,通过本发明,避免了对触针的弯曲和将触针同绝缘玻璃进行贴面靠接的问题。结果是大大地降低了制造的困难程度和所涉及的生产成本,并简化了对各个电子点火监测设备制造商要求的通用适配性。此外在所涉及的生产成本和制造难度的降低方面还可通过根据本发明的尺寸紧凑的集成过电压保护器来实现。
根据本发明的设计是尊从了至少有十年功能保证的要求,并采用了气体密封保护,具体来说是氦气密封保护。
在下文中,在一个实施例的基础上参照所围绕的附图将详细地对本发明进行解释。
附图中表示了一个根据本发明的带有一个集成过电压保护器的启动装置的断面图。
根据视图,具有一个颈部2和一个头部3的钉形触针1被密封在一个接合套环4中的绝缘玻璃材料5中,并以确定的相互距离永久固定。触针1的头部3突出接合套环4之外。一个电阻丝6被焊接到触针1的头部3上,在接合套环4的上方设置了一个套筒7。该套筒7与接合套环4相连,它们所围成的容积形成了一个起爆室8。
密封剂21被涂敷在起爆室8的底部;然后用可自由流动的引爆剂9将起爆室填充满,这些引爆剂随后发生固化。然后在起爆室的上部安装一个金属帽10,在金属帽10的上侧设置有一个爆裂表面11,而在另一端上,金属帽10的边缘通过电阻焊RW连接到接合套环4的径向法兰盘22上。
在接合套环4上背对触针1头部3的另一侧,接合套环4具有一个圆筒状的延伸部23,该延伸部环绕了触针1相对较长的一段长度。在延伸部23的内壁和触针1之间,形成了一个放电间隙F。延伸部23和每个触针1间的径向距离都小于触针1的头部3和金属帽10之间的距离。这就意味着在发生过电压的情况下,任何放电火花都是在壳罩4、10和触针1之间闪燃,而不会在壳罩和头部3之间发生。在发生过电压的情况下,放电火花可在触针的整个圆周面上闪燃,延伸部23的轴向长度是这样进行选择的:当很高电压水平的过电压发生时,可同时发生多个瞬间放电火花。
放电间隙F的径向宽度最好是0.3mm,但是可选定为0.1mm至0.9mm之间的任何合适的值。
延伸部正对触针的内缘还可设置成粗糙表面,例如可设置成螺线24的形式,以有利于击穿放电。
延伸部23由一个电绝缘材料制得的塞块25封闭,而放电间隙F仍然保持开通状态。同本领域最接近的现有技术一样,塞块25、触针1和金属帽1上远离起爆室8的边缘都被包封在一个塑料壳罩26中。
令人意外的是电阻丝6的有效阻值只是电阻丝上焊点端头间距离的函数。这一事实使得在保持触针间距离恒定的同时,只要改变焊点间的距离就可以提供与电子监测设备的发火信号进行匹配的电阻阻值。

Claims (10)

1.一种用于机动车乘客保护设备的启动装置,尤其是应用于可膨胀冲撞保护气垫(即气囊)中的启动装置,该启动装置具有两个固定在接合套环(4)中的钉状触针(1),所说接合套环由电绝缘材料(5)填充,每个触针具有一个颈部(2)和头部(3);一个帽形壳罩(7、10)安装在接合套环的顶部,从而在接合套环(4)和壳罩(7、10)之间形成了一个起爆室(8),并且在位于起爆室(8)中的触针(1)的头部(3)的上侧之间连接了电阻丝(6),起爆室(8)由引爆剂(9)填充,其特征在于:钉状触针(1)被密封在由接合套环(4)包容的玻璃材料(5)中,触针(1)的头部完全突入到起爆室(8)中,并和电阻丝(6)一起完全由引爆剂(9)所包围,引爆剂在启动装置的制造过程可自由流动,随后发生固化,使引爆剂(9)被固接在触针(1)的头部(3)上。
2.根据权利要求1所述的启动装置,其特征在于:所说的电阻丝(6)被焊接在触针(1)头部(3)的上侧面。
3.根据权利要求1所述的启动装置,其特征在于:所说的触针(1)是笔直的。
4.根据权利要求1所述的启动装置,其特征在于:所说的壳罩(4、7、10)包括一个衬套(7)和一个环绕该衬套的帽状体(10),帽状体(10)与接合套环(4)连接,在帽状体(10)上具有一个爆裂表面(11),且所说的起爆室(8)主要由衬套和爆裂表面来围成。
5.根据权利要求1所述的启动装置,其特征在于:所说的壳罩(4、7、10)以及接合套环(4)是由金属制得的。
6.根据权利要求1所述的启动装置,其特征在于:启动装置在触针对着起爆室的一侧由一个电绝缘材料制得的塞块封堵,而触针(1)的连接端则被自由地留在外面(left free)。
7.根据权利要求1所述的启动装置,其特征在于:接合套环(4)由金属制成并具有一个延伸部,该延伸部以这样的方法包围着触针(1):即在延伸部(23)的内壁和触针(1)之间形成了一个放电间隙(F),而且该放电间隙的尺寸小于导电壳罩和触针间其它处的最短距离,而且延伸部(23)的内壁是粗糙的,最好设置一条螺线。
8.根据权利要求7所述的启动装置,其特征在于:所说的延伸部(23)内壁设置了一条螺线。
9.根据权利要求7所述的启动装置,其特征在于:所说放电间隙的径向宽度在0.1mm至0.9mm之间,最好接近0.3mm。
10.根据权利要求7所述的启动装置,其特征在于:所说的延伸部(23)由一个电绝缘的塞块(24)封堵,该塞块(24)不对放电间隙(F)进行封堵。
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