CZ291116B6 - Hybridní plynový generátor pro airbag - Google Patents

Abstract

e en m je hybridn plynov² gener tor pro airbag (1), opat°en² vzn titelnou n lo (5) pevn ho paliva pro v²vin plynu, uspo° danou ve spalovac komo°e, akumula n komorou (9), obsahuj c akumulovan² plyn a ut sn nou prvn m protrh vac m kotou em (8), roztr itelnou odd lovac st nou (13), kter ohrani uje spalovac komoru, kter m e b²t odtr ena a kter je p°ipojena k dut mu kluzn mu p stu (7) pro perforaci prvn ho protrh vac ho kotou e (8), a druh² protrh vac kotou (12) v odd lovac st n (13) mezi spalovac komorou a dutinou (14) kluzn ho p stu (7). N lo (5) pevn ho paliva je uspo° d na v pyrotechnick patron (3), kter m e b²t instalov na odd len , odd lovac st na (13) vytv ° eln ohrani en pyrotechnick patrony (3). Na obvodov st n pyrotechnick patrony (3) je uspo° d n obvodov² ·kos i fazeta (6), slou c jako p°edem stanoven² bod zlomu pro odtr en odd lovac st ny (13), p°i em druh²m protrh vac m kotou em (12) je zplo t n , proveden v odd lovac st n (13).\

Description

Oblast techniky

Vynález se týká hybridního plynového generátoru pro airbag s mechanickým otevíracím mechanizmem akumulační komory.

Dosavadní stav techniky

Z patentového spisu EP 0 616 578 B1 je znám hybridní plynový generátor generického typu, opatřený akumulační komorou pro akumulovaný plyn, přičemž je tato akumulační komora utěsněna prostřednictvím prvního protrhávacího kotouče. Ve spalovací komoře je umístěna vznítitelná nálož pevného paliva pro vývin plynu. K. dutému kluznému pístu, určenému pro perforaci prvního protrhávacího kotouče, je připojena oddělovací stěna, která ohraničuje spalovací komoru, a která může být odtržena. V oddělovací stěně je mezi spalovací komorou a dutinou kluzného pístu uspořádán druhý protrhávací kotouč.

Po zapálení vznítitelné nálože pevného paliva pro vývin plynu se oddělovací stěna s kluzným pístem odtrhne od spalovací komory v důsledku tlaku, který zde vzrůstá, přičemž špička kluzného pístu perforuje první protrhávací kotouč směrem do akumulační komory. V důsledku toho může studený plyn proudit do plynového vaku prostřednictvím výstupních otvorů.

Druhý protrhávací kotouč v oddělovací stěně se protrhne působením tlaku, který i nadále vzrůstá ve spalovací komoře, načež začnou horké plyny proudit do akumulační komory a ohřívají zde akumulovaný plyn.

Nevýhodou shora uvedeného řešení je velice nákladná konstrukce, která neumožňuje provádět hospodárnou výrobu daného zařízení.

Podstata vynálezu

Úkolem tohoto vynálezu je zkonstruovat hybridní plynový generátor v souladu s úvodní předvýznakovou částí prvního patentového nároku, a to mnohem jednodušeji a tím pádem i mnohem hospodárněji. Hybridní plynový generátor sestává pouze z několika sestavitelných modulů.

Shora uvedeného úkoluje v souladu s předmětem tohoto vynálezu dosaženo tak, že:

nálož pevného paliva je uspořádána v pyrotechnické patroně, která může být instalována odděleně, oddělovací stěna vytváří čelní ohraničení pyrotechnické patrony, na obvodové stěně pyrotechnické patrony je uspořádán obvodový úkos či fazeta jako předem stanovený bod zlomu pro odtržení oddělovací stěny, a druhým protrhávacím kotoučem je zploštění, provedené v oddělovací stěně.

S pomocí těchto opatření je kluzný píst s pyrotechnickou patronou integrován do jednoduché konstrukce, která vytváří samostatný modul.

U jednoho výhodného provedení pak obvodová stěna pyrotechnické patrony vyčnívá nad oddělovací stěnu jako osově probíhající přídržný proužek, přičemž je kluzný píst uložen svým koncem, umístěným proti oddělovací stěně, mezi touto oddělovací stěnou a přídržným proužkem.

Toto uložení může být provedeno dvěma výhodnými způsoby.

U prvního provedení je kluzný píst na svém konci proti oddělovací stěně opatřen obvodovou drážkou, do které je zalisován nebo zaválcován přídržný proužek.

U druhého provedení je kluzný píst připevněn k oddělovací stěně prostřednictvím zaválcování přídržného proužku kolem konce kluzného pístu, který' leží proti oddělovací stěně.

Aby mohl být kluzný píst zastaven v jeho prodloužené poloze po perforaci prvního protrhávacího kotouče, je tento kluzný píst na svém konci, ležícím proti oddělovací stěně, opatřen kuželovitou 15 částí s přesahem, který je radiální vzhledem k průměru vodícího mechanizmu pro vedení kluzného pístu.

Přehled obrázků na výkresech

Další znaky a výhody předmětu tohoto vynálezu budou patrné z následujícího popisu jeho příkladných provedení, který bude podán s přihlédnutím k přiloženým výkresům, kde:

obr. 1 znázorňuje hybridní plynový generátor pro airbag podle tohoto vynálezu, přičemž jeho 25 základní součásti jsou zde vyobrazeny v řezu před spuštěním;

obr. 2 znázorňuje ve zvětšeném měřítku otevírací mechanizmus podle obr. 1, přičemž kluzný píst je uložen ve výchozí poloze;

obr. 3 znázorňuje kluzný píst v koncové poloze, přičemž je zde zobrazen zničený první protrhávací kotouč, zatímco druhý protrhávací kotouč je neporušen;

obr. 4 znázorňuje kluzný píst v koncové poloze, přičemž je zničen jak první, tak i druhý protrhávací kotouč;

obr. 5 znázorňuje upevnění a zajištění kluzného pístu na patroné prostřednictvím přídržného proužku, který je nalisován nebo naválcován do drážky; a obr. 6 znázorňuje upevnění a zajištění kluzného pístu na patroně prostřednictvím zaválcování.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněn hybridní plynový generátor podle tohoto vynálezu, určený pro airbag 1, 45 a to společně s jeho základními součástmi, vyobrazenými v řezu.

Akumulační komora 9 pro plyn 10 je uložena ve válcovém plášti 2. Tato akumulační komora 9 je na své otevírací straně utěsněna prostřednictvím prvního protrhávacího kotouče 8 a otevírací membrány, clony či přepážky. Pyrotechnická patrona 3 je uložena na opačné straně, než tento 50 první protrhávací kotouč 8, a je zde upevněna prostřednictvím pojistné matice 4.

Odděleně od vznítitelné nálože 5 pevného paliva pro vývin plynuje v této pyrotechnické patroně 3 uspořádán zážehový prvek, který zde není znázorněn. Tento zážehový prvek může být iniciován a tím může být zažehnuta pevná náplň paliva prostřednictvím konektoru, který je připojen

-2 CZ 291116 B6 k pouzdru 19. Pyrotechnická patrona 3 je s výhodou vyrobena hospodárně z hliníku, a to například prostřednictvím tvářecích operací, jako je protahování, lisování a válcování.

Na přední straně pyrotechnické patrony 3 je uspořádána roztržitelná oddělovací stěna 13,. K této roztržitelné oddělovací stěně 13 je připevněn kluzný píst 7, přičemž tento kluzný píst 7 je veden ve vodicím mechanizmu 17 pro vedení kluzného pístu 7. Jelikož roztržitelná oddělovací stěna 13 a tím rovněž kluzný píst 7 mohou být od sebe odděleny, je na obvodové stěně pyrotechnické patrony 3 uspořádán obvodový úkos či fazeta 6 jako předem stanovený bod zlomu.

Za účelem upevnění kluzného pístu 7 k pyrotechnické patroně 3 je obvodová stěna pyrotechnické patrony 3 opatřena přídržným proužkem 15, který se rozprostírá v osovém směru vzhledem k roztržitelné oddělovací stěně 13. Proto tedy tento přídržný proužek 15 vyčnívá nad roztržitelnou oddělovací stěnu 13. Kluzný píst 7 je uložen mezi roztržitelnou oddělovací stěnou 13 a přídržným proužkem 15 prostřednictvím své koncové plochy, která leží proti roztržitelné oddělovací stěně 13.

Na obr. 5 a na obr. 6 jsou vyobrazeny dvě možnosti připevnění a zajištění.

U provedení podle obr. 5 je kluzný píst 7 opatřen obvodovou drážkou 16, přičemž jeho koncová plocha leží proti roztržitelné oddělovací stěně 13, do jejíž drážky je zalisován nebo naválcován přídržný proužek 15. Na obr. 1 je znázorněn již zkompletovaný spoj.

U provedení podle obr. 6 je kluzný píst 7 připojen k roztržitelné oddělovací stěně 13 prostřednictvím zaválcování obroubením přídržného proužku 15 kolem konce kluzného pístu 7, jehož koncová plocha leží proti roztržitelné oddělovací stěně 13.

V roztržitelné oddělovací stěně 13 je jejím zploštěním nebo smáčknutím vytvořen druhý protrhávací kotouč 12. Dutina 14 kluzného pístu 7, to jest jeho průchozí kanál, vymezuje či ohraničuje tento druhý protrhávací kotouč 12.

Výstupní oblast 20 je uspořádána před prvním protrhávacím kotoučem 8, přičemž z této výstupní oblasti 20 vedou směrem ven do airbagu 11 průchodové kanálky 21. Airbag 11 je připevněn prostřednictvím upevňovací příruby 22 k válcovému plášti 2.

Průběh činnosti předmětného zařízení bude v dalším popsán s odkazy na vyobrazení podle obr. 2 až obr. 4. Na obr. 2 je znázorněn otevírací mechanizmus podle obr. 1 ve zvětšeném měřítku, a to před jeho spuštěním.

Základní myšlenka tohoto vynálezu spočívá v tom, že po iniciaci hybridního plynového generátoru z něj bude nejprve průchodovými kanálky 21 proudit studený akumulovaný plyn, a teprve poté bude následovat horký směšovací plyn nebo směs studeného akumulovaného plynu a horkého směšovacího plynu. Velkou výhodou proudění plynu shora uvedeným způsobem je především to, že je zamezeno vysokému nárazovému zvýšení tlaku plynu v oblasti akumulovaného plynu v důsledku přítoku směšovacího plynu, a za druhé je velkou výhodou to, že dochází ke snížení tepelného namáhání airbagu 11 (možnost tavení či hoření) v důsledku působení horkých plynů.

Pyrotechnická patrona 3 může být podle požadavku zapálena elektricky nebo mechanicky. Charakteristiky zapálení a hoření jsou nastaveny takovým způsobem, že k definovanému zvýšení tlaku plynu dochází v pyrotechnické patroně 3.

Zvyšující se tlak plynu (viz obr. 3) nejprve působí v osovém směru plynovou silou na dno objímky, to jest na roztržitelnou oddělovací stěnu 13, a odtrhne obvodový úkos či fazetu 6 na plášti, čímž dojde k oddělení dna objímky od zbytku objímky, přičemž se toto dno kluzně

-3 CZ 291116 B6 pohybuje a současně je urychlováno pohybem kluzného pístu 7 směrem k prvnímu protrhávacímu kotouči 8. Urychlovaný kluzný píst 7 poté perforuje první protrhávací kotouč 8 prostřednictvím své kinetické energie a prostřednictvím plynové kluzné síly, působící v osovém směru na dno objímky.

První protrhávací kotouč 8 je zkonstruován takovým způsobem, že po své perforaci je působením tlaku akumulovaného plynu 10 okamžitě téměř zcela zničen, čímž dojde k vytvoření větší otvorové oblasti, než je vnější průměr kluzného pístu 7. takže akumulovaný plyn 10 může proudit ven skrze průchodové kanálky 21, přestože kluzný píst zasahuje do akumulační nádoby.

Druhý protrhávací kotouč 12 je koordinován s obvodovým úkosem či fazetou 6 a se zvyšujícím se tlakem plynu v pyrotechnické patroně 3 takovým způsobem, že nezbytný protrhávací tlak druhého protrhávacího kotouče 12 je vyšší, než je tlak plynu v pyrotechnické patroně 3, což vede k odtržení obvodového úkosu či fazety 6. K protržení a vytékání horkého reagujícího plynu 15 průchozím otvorem nebo dutinou 14 v kluzném pístu 7 dochází v důsledku zvyšujícího se tlaku plynu v pyrotechnické patroně 3 teprve až po odtržení obvodového úkosu či fazety 6 (po oddělení dna objímky) a po perforaci prvního protrhávacího kotouče 8 po dosažení koncové polohy kluzného pístu 7 (viz obr. 4).

Teprve po protržení druhého protrhávacího kotouče 12 začne tlak plynu ve spalovací oblasti pyrotechnické patrony 3 klesat. Poté se horké plyny, vznikající příslušnou reakcí, promíchávají se zbývajícím akumulovaným plynem 10, který se stále ještě nachází v akumulační komoře 9, a proudí ven společně s akumulovaným plynem 10 přes průchodové kanálky 21.

Kluzný píst 7 je opatřen kuželovitou částí 18 viz obr. 5 a obr. 6. Ve své koncové poloze (viz obr. 4) je kluzný píst 7 zatlačen do válcového vodícího mechanizmu 17 pro vedení kluzného pístu 7, do kterého je v podstatě zalisován v důsledku radiálního přesahu kuželovité části 18 kluzného pístu 7. Dojde tak k zalisovanému spojení.

Uvedená kuželovitá část 18 kluzného pístu 7 tak s výhodou plní dva úkoly. Kluzný píst 7 je hladce zabrzděn v důsledku dosažení své koncové polohy (to znamená, že jeho náraz je ztlumen), přičemž však v důsledku své velké samosvomosti pak dokonce i při možném zvýšení tlaku plynu v oblasti hrdla tlakové nádoby a při současném snížení tlaku plynu v pyrotechnické patroně 3 není zatlačován zpět.

Takto definovaná koncová poloha podporuje dobré promíchávání reakcí vytvořeného plynu s akumulovaným plynem a snižuje kolísání tlaku při procesu vypouštění plynu.

Claims (5)

1. Hybridní plynový generátor pro airbag (1), opatřený vznítitelnou náloží (5) pevného paliva pro vývin plynu, uspořádanou ve spalovací komoře, akumulační komorou (9), obsahující akumulovaný plyn (10) a utěsněnou prvním protrhávacím kotoučem (8), roztržitelnou oddělovací stěnou (13), která ohraničuje spalovací komoru, která může být odtržena a která je připojena k dutému kluznému pístu (7) pro perforaci prvního protrhávacího kotouče (8), a druhý protrhávací kotouč (12) v oddělovací stěně (13) mezi spalovací komorou a dutinou (14) kluzného pístu (7), vyznačující se tím, že nálož (5) pevného paliva je uspořádána v pyrotechnické patroně (3), která může být instalována odděleně, oddělovací stěna (13) vytváří čelní ohraničení pyrotechnické patrony (3), na obvodové stěně pyrotechnické patrony (3) je uspořádán obvodový úkos či fazeta (6) jako předem stanovený bod zlomu pro odtržení oddělovací stěny (13), a druhým protrhávacím kotoučem (12) je zploštění, provedené v oddělovací stěně (13).

2. Hybridní plynový generátor podle nároku 1, vyznačující se tím, že obvodová stěna pyrotechnické patrony (3) vyčnívá nad oddělovací stěnu (13) jako axiálně probíhající přídržný proužek (15), přičemž je kluzný píst (7) uložen svým koncem proti oddělovací stěně (13) mezi oddělovací stěnou (13) a přídržným proužkem (15).

3. Hybridní plynový generátor podle nároku 2, v y z n a č u j í c í se t í m , že kluzný píst (7) je na svém konci proti oddělovací stěně (13) opatřen obvodovou drážkou (16), do které je zalisován nebo zaválcován přídržný proužek (15).

4. Hybridní plynový generátor podle nároku 2, vyznačující se tím, že kluzný píst (7) je připevněn k oddělovací stěně (13) prostřednictvím zaválcování přídržného proužku (15) kolem konce kluzného pístu (7), který' leží proti oddělovací stěně (13).

5. Hybridní plynový generátor podle jednoho z nároků 1 až 4, kde je kluzný píst (7) uspořádán posuvně ve vodicím mechanizmu (17) pro vedení kluzného pístu (7), vyznačující se t í m , že kluzný píst (7) je na svém konci, ležícím proti oddělovací stěně (13), opatřen kuželovitou částí (18) s přesahem, který je radiální vzhledem k průměru vodícího mechanizmu (17) pro vedení kluzného pístu (7).