專利名稱：具有雙管殼體和穿孔柱的混合氣體發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用可充氣緩沖墊保護汽車乘客的技術(shù)領(lǐng)域。確切地講，本發(fā)明涉及可為這種緩沖墊充氣的管狀混合氣體發(fā)生器。
為給保護汽車乘客的緩沖墊充氣，過去使用靠煙火閥門打開的壓力氣體容器。專利US 3690695就是這樣的，該專利描述了一種給保護緩沖墊充氣的裝置。該裝置由一壓力氣體容器構(gòu)成，所述氣體容器通過一個密封蓋與通往緩沖墊的管道隔離開，在所述密封蓋上抵有一個帶翼片的實心活塞。
如果撞車，放在活塞后面的煙火起爆劑推動活塞前進，撕裂開密封蓋，使冷壓力氣體流進上述管道里。因為煙火裝藥燃燒產(chǎn)生的熱氣體不能和冷氣體混合，所以上述冷氣體流經(jīng)鎂層時和其發(fā)生反應(yīng)受熱。這種裝置的工作原理很危險，實施起來很復雜。
于是，有人設(shè)計出混合氣體發(fā)生器，該發(fā)生器一方面包括有一個冷壓力氣體容器，另一方面有具備以下兩種功能的煙火裝藥打開氣體容器并加熱冷氣體。
因此，PCT專利申請WO 98/09850描述了一種容納有壓力氣體及與煙火起爆劑接合的活塞的管狀混合氣體發(fā)生器。如果撞車，起爆劑燃燒，推動活塞移動，在發(fā)生器的與煙火起爆劑相對的那端打開發(fā)生器，此外，起爆劑的燃燒還使冷氣體在發(fā)生器內(nèi)部通過和煙火起爆劑產(chǎn)生的熱氣體混合而受熱。這使得發(fā)生器內(nèi)部壓力突然增大，出于明顯的安全考慮，發(fā)生器里可貯存氣體量應(yīng)大大低于其最大理論值。最后，必須在發(fā)生器整個長度上引導活塞的運行，這種發(fā)生器實施起來成本相對較高。
為簡化發(fā)生器裝置的具體實施，例如PCT專利申請WO 98/12078提出了一種管狀混合氣體發(fā)生器，它包括有若干側(cè)出氣孔、位于這些出氣孔一側(cè)的冷壓力氣體容器及位于出氣孔另一側(cè)的煙火室。氣體容器靠一中空活塞確保被打開，中空活塞上的中央通道可使氣體容器被打開后允許熱氣體進入氣體容器和冷氣體混合起來。加熱后的混合氣體再通過活塞四周的自由間隙離開氣體容器，所述自由間隙是由封閉氣體容器的蓋子破裂而形成的。
盡管上述方案提出的管狀混合氣體發(fā)生器相對容易實施，但它仍不能消除由于煙火裝藥燃燒產(chǎn)生的熱氣體流入冷壓力氣體容器里時所導致的缺陷。
在其它解決方案中，例如在專利US 5,464,247或?qū)＠鸍P10250525所描述的，不是用活塞而是用發(fā)射物打開氣體容器的方案中，又或?qū)＠鸇E 19545077所描述的采用帶型面尖端的活塞的方案中，仍然存在這類問題。
管狀混合氣體發(fā)生器尤其是為了保證保護車上乘客安全的前或側(cè)保護緩沖墊的充氣而特別研究的，但本領(lǐng)域技術(shù)人員目前還沒有研制出既容易實施又能完全保證煙火裝藥燃燒產(chǎn)生的熱氣體和氣體容器內(nèi)貯存的冷氣體在氣體容器外混合的管狀混合氣體發(fā)生器。
本發(fā)明的目的正是提出一種這樣的發(fā)生器。
因此，本發(fā)明涉及一種包括一個管狀殼體的混合氣體發(fā)生器，管狀殼體有被煙火起爆和熱氣體發(fā)生裝置封閉的一個上游端及一個氣密封閉的下游端，所述管狀殼體還有若干出氣孔，并包括一個內(nèi)隔板，該隔板上有一個被一個蓋封閉起來的S截面的中央孔，所述隔板把所述管狀殼體分成兩部分--形成包括有所述煙火裝置及出氣孔的燃燒和混合室的上游部分，--形成容納至少一種壓力氣體的存貯室的下游部分，其特征在于，所述管狀殼體由兩個圓柱管構(gòu)成，所述兩圓柱管各以一端相互固定在一起，所述隔板和所述兩管之一形成一個整體件，其特征還在于，這樣構(gòu)成的所述管狀殼體的上游部分在所述煙火裝置和內(nèi)隔板之間有一支承件，該支承件固定在所述殼體上，既不接觸所述內(nèi)隔板和也不接觸所述出氣孔，該支承件包括一個活動實心活塞，該活塞由至少一個具有小于S截面的s截面的桿構(gòu)成，并抵在封閉內(nèi)隔板中央孔的蓋上，所述桿在其和所述隔板相對的那端有一個截面So大于截面S的實心基部，上有若干阻止所述基部接觸到所述中央孔的外圍肋。
這就是所述發(fā)生器的具體結(jié)構(gòu)，其中，內(nèi)隔板和構(gòu)成發(fā)生器殼體的兩管之一形成一個整體件，該整體件結(jié)合帶有防止所述隔板中央孔被堵塞的外圍肋的活動活塞的使用，可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的。事實上，儲氣室被活動活塞桿打開后，冷氣體可通過被活塞桿釋放的內(nèi)隔板中央孔部分而離開儲氣瓶，進入燃燒和混合室。同時，活塞的加寬基部用作來自煙火裝置的熱氣體的導向器。這些熱氣體不能進入儲氣室，而被引導去和從上述儲氣室流出的冷氣體相混合，形成混合氣體，混合氣體穿過發(fā)生器的出氣孔離開發(fā)生器，發(fā)生器殼體的結(jié)構(gòu)確保了運行的絕對安全性。
根據(jù)本發(fā)明的第一個優(yōu)選實施例，所述支承件和所述活動實心活塞把所述煙火裝置與出氣孔隔離開。
該實施例可保證煙火裝置獲得良好保護，因而確保了發(fā)生器可以比時間貯藏。
根據(jù)本發(fā)明的第二個優(yōu)選實施例，所述支承件由嵌入發(fā)生器殼體的中空環(huán)構(gòu)成，所述中空環(huán)有一帶內(nèi)凸肩的圓柱形中央腔，這樣就形成了在煙火裝置一側(cè)的直徑d1和在內(nèi)隔板一側(cè)的直徑d2,d2大于d1，所述中空環(huán)向所述內(nèi)隔板延伸出一個內(nèi)徑等于d2、外徑小于管狀殼體內(nèi)徑的中空圓柱頸部。
在這種情況下，所述活動實心活塞由一圓柱體和若干翼片構(gòu)成是有利的，所述圓柱體具有一個外徑為d1的圓柱形尾部、一個外徑d3介于d1和d2間的圓柱形基部及一個截面為s、長度為l的圓柱形桿，高度h小于所述長度l的所述翼片圍繞所述活塞桿分布并靠在所述圓柱體的所述基部上，所述翼片構(gòu)成前述的外圍肋。
在該實施例里，活動活塞基部靠在支承環(huán)提供的內(nèi)凸肩上，高度應(yīng)當小于活塞行程的所述活塞尾部插入和煙火裝置相對的支承環(huán)的中央腔部分內(nèi)。煙火裝置點火后，熱氣體開始推動活動實心活塞，卻不能和來自儲氣室的冷氣體混合起來。這樣就獲得了保證只用冷氣體開始展開保護緩沖墊的混合氣體發(fā)生器。
根據(jù)本發(fā)明的第三個優(yōu)選實施例，所述翼片構(gòu)成具有截面為s的圓柱形中央通道的整體件，該整體件壓配合在所述活動實心活塞圓柱體的所述桿上。
有利的是，活塞圓柱體是金屬的，而所述整體件由一種硬塑料構(gòu)成。
最后，根據(jù)本發(fā)明的第四個優(yōu)選實施例，構(gòu)成發(fā)生器管狀殼體的兩圓柱形管具有相同的外徑和內(nèi)徑，彼此通過焊接固定在一起。有利的是，所述內(nèi)隔板和構(gòu)成發(fā)生器上游部分的管形成一個整體件。事實上，該實施例可使本發(fā)明的發(fā)生器的安裝特別簡單、可靠，這在后面會進行更加詳盡的描述。
因此，本發(fā)明可實現(xiàn)一種簡單、安裝成本低的管狀混合氣體發(fā)生器。該發(fā)生器可使熱氣體和冷氣體相混合，同時避免熱氣體進入冷氣體存貯室。因此在儲氣室的給定的空間里，可壓縮的氣體量比具有相同性能卻不具備這種安全性能的混合氣體發(fā)生器所能存儲的氣體更多。
由于在煙火裝置運行前，活動活塞桿抵在封閉儲氣室的蓋上，并對該蓋而言起到提高蓋的抗壓強度的機械柱的作用，上述可能性得到了加強。
下面參考附

圖1至10，更詳盡地描述本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例。
圖1是本發(fā)明的管狀混合氣體發(fā)生器的局部切除的透視圖。
圖2至圖4是圖1中所示發(fā)生器在包括有支承環(huán)、活動活塞和內(nèi)隔板的部分的放大圖，它們分別是在煙火裝置運行前、煙火裝置開始運行時和煙火裝置運行時。
圖5是活動活塞體的立體圖。
圖6是用來壓配合到活塞桿上的整體件的立體圖。
圖7是圖1中所示發(fā)生器的煙火裝置的局部切除的立體圖。
圖8是圖7所示裝置的剖面圖。
圖9是構(gòu)成圖1所示發(fā)生器上游部分的圓柱形管的軸向剖面圖。
圖10是構(gòu)成圖1所示發(fā)生器下游部分的圓柱形管的軸向剖面圖。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的混合氣體發(fā)生器1。該發(fā)生器包括一個由兩個端頭相連并焊接起來的中空圓柱形管50和51構(gòu)成的管狀殼體2。構(gòu)成發(fā)生器上游部分的管50一端被帶中央孔27的隔板26封閉起來。管50和隔板26構(gòu)成一個整體件。隔板26有一個外圍凸肩52，可允許一個和管50相同直徑相同厚度的中空圓柱管51支承在與隔板26上。這樣放置的兩管相互被焊接在一起。管51在和隔板26相對的那端還具有一個帶中央孔23的底22。管51用來構(gòu)成發(fā)生器的下游部分。管50和51是鋼管。
管50的上游端3中嵌入一個中空金屬環(huán)5，后者構(gòu)成圖7、圖8詳細描繪的煙火裝置4的一部分。
因此，煙火裝置4由包括有中空環(huán)5的點火孔6構(gòu)成，中空環(huán)5延伸出一個中空頸部7，內(nèi)嵌一個電子煙火點火器8，該點火器8的電極9受到一個分流器環(huán)10的保護。一個圓柱形金屬防護罩11箍緊頸部7，借助于粘合在所述底座5上的喇叭口部分12支承在底座5上。防護罩11在和所述喇叭口部分12相對的那端有一預(yù)切平面13，壓力增加時，它可打開。點火器8有一狹窄上部14，外繞一個支撐著多孔瓣塊狀煙火裝藥16的彈簧15。該裝藥塊的上部被一穿孔墊塊17固定，該穿孔墊塊17又支撐著一個和平面13接觸的、帶中央孔19的圓盤18。煙火裝藥16由例如如美國專利5610444所述的以高氯酸胺和硝酸鈉為主要成份、含硅酮膠合料的混合火藥塊組成是有利的。防護罩11可保證運轉(zhuǎn)前的氣密隔離。
防護罩11的外徑小于管50的內(nèi)徑，塑料管狀隔套20夾在防護罩11和管50之間，作用容積補償器，避免裝藥16燃燒時防護罩11發(fā)生橫向破裂。
用來為發(fā)生器下游部分充氣的孔23被焊接塞24密封著。
至于氣體，可以使用惰性氣體如氮、氬、氦或者惰性氣體和氧化性氣體的混合物如空氣或氬/氧氣混合物。對用戶來說，當煙火裝藥產(chǎn)生還原性氣體時，含氧化性氣體的混合氣體會非常有用。
在煙火裝置4的下游，管50具有出氣孔25，后者的中心分布在垂直于圓柱形管50母線的同一徑向平面內(nèi)。
隔板26的中央孔27是一個被安裝并固定在所述隔板外表面上的蓋28封閉著的圓形孔。
如此構(gòu)成的發(fā)生器1包括兩個不同的部分--包括有帶煙火裝藥16的起爆裝置4與出氣孔25的上游部分，該上游部分形成一個燃燒和混合室46，--形成用來容納至少一種壓力氣體的儲氣室29的下游部分。
管50還包括一個與煙火裝置4的防護罩11的表面13相接觸的中空支承件30。該中空支承件30通過嵌入固定在管50上，與內(nèi)隔板26及出氣孔25都不接觸。支承件30中裝有一個活動實心活塞31，該活塞有一個截面比內(nèi)隔板26中央孔27的截面S小的桿32。該桿32頂在封閉孔27的蓋28上，因而構(gòu)成加強所述蓋對儲氣室29內(nèi)的氣體壓力的抗壓強度的支柱。
現(xiàn)在特別參照圖2詳細描述支承件30，并同時參照圖5、圖6詳細描述活動活塞31。
支承件30是由中空圓柱環(huán)33構(gòu)成的金屬件，中空環(huán)33與隔套20相接觸，并以嵌入方式固定在管2上，該中空環(huán)33的下游平面34挨著出氣孔25的上游界限，但不妨礙所述孔。中空環(huán)33有一個有內(nèi)凸肩36的中央圓柱形腔35。因此，腔35在煙火裝藥16一側(cè)為直徑d1,在內(nèi)隔板26一側(cè)具有不同的直徑d2,d2同時大于d1和隔板26中央孔27的直徑d。中空環(huán)33朝所述隔板26延伸出一個中空圓柱頸37但不與內(nèi)隔板26接觸。頸37的內(nèi)徑等于d2，外徑小于管體50的內(nèi)徑。
活塞31一方面由一金屬圓柱體38構(gòu)成，該圓柱體有一外徑為d1的圓柱形尾部39和后文將詳加解釋其作用的中央凹陷40。圓柱體38還有一個外徑d3介于d1和d2之間的圓柱形實心基部41。最后，圓柱體38有一截面為s、長度為l的圓柱形桿32。圓柱體38由一個整體金屬件構(gòu)成，桿32系將原來在凹陷40空間中的金屬頂出而形成的。
活塞31另一方面由一整體件42構(gòu)成，為硬塑料材質(zhì)，高度h均勻，有一個截面為s的圓柱形中央通道43，該中央通道可允許該整體件42壓配合在圓柱體38的桿32上，以構(gòu)成活塞31。整體件42有三個翼片44狀的側(cè)扇形區(qū)。整體件42即翼片44的高度h小于桿32的長度l，在如圖所示的實施例中，甚至小于支承件30的頸37的高度。
另外，整體件42的最大徑向尺寸等于d2。
當構(gòu)成活塞31后，整體件42靠在圓柱體38的基部41上，翼片44環(huán)繞桿32，這樣構(gòu)成了所述桿的外圍肋45。
當活塞31形成后并在支承件30里就位后，圓柱體38的尾部39插入腔35的上游部分。在此過程中，中空支承件30和活塞31將出氣孔25和煙火裝置4里的煙火裝藥16氣密隔離。
上述發(fā)生器1的裝配相當容易實施。準備好管50，把包括有活動活塞的支承件放好、嵌入，固定蓋28，把充滿氣體并封閉好的管51放好并焊接。最后只需插進并嵌入煙火裝置即可。
現(xiàn)在特別參照圖3、圖4和圖8詳盡描述這樣構(gòu)成的發(fā)生器的工作過程。
當檢測到撞車事故發(fā)生需啟動發(fā)生器的運行時，會發(fā)出電信號，開啟電子煙火點火器8，點燃煙火裝藥16，燃燒產(chǎn)生的氣體引起防護罩11面13的破裂。于是，熱氣體進入活塞31尾部39的凹陷40內(nèi)，推動活塞前進，當尾部39嵌在位于凸肩36上游的腔35的狹窄部位內(nèi)時，熱氣體不會進入支承件30頸部37內(nèi)。尾部一開始前進，被外圍肋45引導的桿32就會造成蓋28破裂，儲氣室29里的冷氣體開始穿過中央孔27流入燃燒和混合室，然后沒和熱氣體混合就穿過孔25離開發(fā)生器1。因此，保護緩沖墊開始展開時僅在冷氣體的作用下展開，不會破壞出氣孔25附近的緩沖墊褶皺處。那又涉及到本發(fā)明的優(yōu)選實施例的另一優(yōu)點。
在煙火裝藥16的燃燒氣體推動下，活塞31繼續(xù)前行，但當外圍肋45碰到內(nèi)隔板26時，活塞的行程終止，因而阻止了活塞31基部41堵塞住內(nèi)隔板26的中央孔27。此時，長度應(yīng)小于活塞行程的活塞31的尾部39不再嚙合在腔35的狹窄部分內(nèi)，煙火裝藥16燃燒產(chǎn)生的熱氣體能繞過活塞31的基部41進入混合室，和來自儲氣室29的冷氣體混合在一起，再穿過出氣孔25離開發(fā)生器?？梢姡钊?1的實心基部41構(gòu)成一個可阻止熱氣體直接流向內(nèi)隔板26中央孔27的導向器，這實際上阻止了熱氣體進入儲氣室29。因此，對于相同的性能，本發(fā)明的發(fā)生器使用的儲氣室29與不能阻止熱氣體進入儲氣室的傳統(tǒng)混合氣體發(fā)生器使用的同樣的儲氣室相比，能容納的氣體更多。
權(quán)利要求
1．混合氣體發(fā)生器(1)，它包括一個管狀殼體(2)，管狀殼體有被起爆和發(fā)生熱氣體的煙火裝置(4)封閉的一個上游端(3)及一個氣密封閉的下游端(21)，所述管狀殼體還有若干出氣孔(25)，并包括一個內(nèi)隔板，該隔板上有一個被一個蓋(28)封閉起來的截面為S的中央孔(27)，所述隔板把所述管狀殼體分成兩部分--一個形成燃燒和混合室(46)，裝有煙火裝置及出氣孔的上游部分，--形成容納至少一種壓力氣體的存貯室(29)的下游部分，其特征在于，所述管狀殼體由兩個圓柱管(50,51)構(gòu)成，所述兩圓柱管各以一端相互固定在一起，所述隔板(26)和所述兩管之一形成一個整體件，其特征還在于，所述管狀殼體的上游部分中，在所述煙火裝置和所述內(nèi)隔板(26)之間有一支承件(30)，該支承件固定在所述殼體上，和所述內(nèi)隔板和所述出氣孔都不接觸，該支承件中裝有活動實心活塞(31)，該活塞由至少一個具有小于S截面的s截面的桿(32)構(gòu)成，并抵在封閉內(nèi)隔板(26)中央孔(27)的蓋(28)上，所述桿(32)在其和所述隔板相對的那端有一個截面So大于S的實心基部(41)，上有阻止所述基部(41)接觸到所述中央孔(27)的外圍肋(45)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合氣體發(fā)生器，其特征在于，在煙火裝置工作前，所述支承件(30)和所述活動實心活塞(31)把所述煙火裝置和所述出氣孔(25)隔離開。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合氣體發(fā)生器，其特征在于，所述支承件(30)由嵌入發(fā)生器(1)殼體(2)的中空環(huán)(33)構(gòu)成，所述環(huán)有一帶內(nèi)凸肩(36)的圓柱形中央腔(35)，形成在煙火裝置一側(cè)的直徑d1和在內(nèi)隔板(26)一側(cè)的直徑d2,d2大于d1，所述環(huán)(33)向所述內(nèi)隔板延伸出一個內(nèi)徑等于d2、外徑小于管狀殼體(2)內(nèi)徑的中空圓柱頸部(37)。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的混合氣體發(fā)生器，其特征在于，所述活動活塞(31)由一圓柱體(38)和若干翼片(44)構(gòu)成，該圓柱體具有一個外徑為d1的圓柱形尾部(39)、一個外徑d3介于d1和d2之間的的圓柱形基部(41)和一個截面為s、長度為1的圓柱形桿(32)，高度h小于所述長度1的所述翼片(44)圍繞所述桿(32)分布，并靠在所述圓柱體的基部(41)上，所述翼片構(gòu)成所述外圍肋(45)。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的混合氣體發(fā)生器，其特征在于，所述翼片(44)構(gòu)成具有截面為s的圓柱形中央通道的整體件(42)，該整體件壓配合在所述活動活塞圓柱體(38)的桿(32)上。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的混合氣體發(fā)生器，其特征在于，所述圓柱體(38)是金屬體，其特征還在于，所述整體件(42)由一種硬塑料構(gòu)成。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合氣體發(fā)生器，其特征在于，所述管(50,51)的外徑相同，彼此焊接固定在一起。
8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的混合氣體發(fā)生器，其特征在于，內(nèi)隔板(26)和構(gòu)成上游部分的管形成一整體件。
全文摘要
本發(fā)明涉及為保護緩沖墊充氣的混合氣體發(fā)生器技術(shù)領(lǐng)域。發(fā)生器(1)由彼此焊接在一起的兩金屬管(50,51)構(gòu)成,上游管(50)和有被蓋(28)封閉的中央孔(27)的內(nèi)隔板(26)形成一個整體件。因此,發(fā)生器有一個容納壓力氣體的儲氣室(29)、一個裝有煙火裝置(4)及一支承件(30)的燃燒混合室(46),所述支承件(30)上裝有一個行程受到限制的活塞柱(31)。熱氣體不能進入儲氣室(29),因而后者可容納更多的氣體。
文檔編號B60R21/272GK1325803SQ0111936
公開日2001年12月12日 申請日期2001年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月30日
發(fā)明者克里斯托弗·黑格曼, 弗蘭克·勒伯迪, 克里斯蒂安·佩羅托 申請人:利夫巴格普通合伙公司