專利名稱：裝配有壓力調(diào)節(jié)器裝置的氣體發(fā)生器和裝配有該氣體發(fā)生器的安全設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體發(fā)生器和一種用于機(jī)動車輛的安全設(shè)備。
背景技術(shù)：
用于機(jī)動車輛安全的點(diǎn)火氣體發(fā)生器使用點(diǎn)火炸藥，該點(diǎn)火炸藥由具有取決于操作壓力的燃燒速度(或燃燒速率)的推進(jìn)劑組成。
因此，當(dāng)?shù)陀谝欢ǖ膲毫r，推進(jìn)劑熄滅，而高于標(biāo)稱壓力范圍，其燃燒性能會迅速改變。
現(xiàn)已提出一些解決方法解決該問題。
因此，US-A-5 700 030描述了一種用于機(jī)動車輛安全設(shè)備的氣體發(fā)生器，該發(fā)生器包括第一燃燒室，該第一燃燒室包括點(diǎn)火的點(diǎn)火器和點(diǎn)火炸藥，所述點(diǎn)火炸藥的燃燒通過所述的點(diǎn)火器觸發(fā)，和用于擴(kuò)散目的的第二室，由所述炸藥燃燒產(chǎn)生的氣體在排氣到外部之前傳送到該第二室。
那兩個室通過具有聯(lián)系噴口的隔板彼此分開，該聯(lián)系噴口被一膜片密封。
擴(kuò)散室設(shè)有一活塞，該活塞作為室中的氣體壓力的函數(shù)適于封閉或不封閉所述噴口。活塞通過盤形彈簧連續(xù)地推向其封閉噴口的位置。
在實(shí)踐中，一旦在燃燒室的氣體壓力變得足夠大，它就向后推活塞而壓縮彈簧。
那使得推進(jìn)劑的燃燒盡可能好地被控制。
日本專利文件第08/156737號描述了用于氣囊的氣體發(fā)生器，在氣體發(fā)生器中也設(shè)置了用于調(diào)節(jié)燃燒室中壓力的裝置。
燃燒室由固定外殼形成，該固定外殼具有穿孔的圓柱形壁和活塞，該活塞同樣地由圓柱形構(gòu)成并且適于在外殼中滑動。根據(jù)活塞的位置，通過壁的較多數(shù)量或較少數(shù)量的孔未被覆蓋，因而使燃燒室與擴(kuò)散室聯(lián)通。
在某些實(shí)施方案中，活塞安裝在彈簧上。在另一變型中，彈性可變形材料的塊允許活塞可逆地滑動。
美國專利文件第6 062 598號描述了一種具有氣體儲備的混合式發(fā)生器，該發(fā)生器進(jìn)一步包括在燃燒室和擴(kuò)散室的之間橫向放置的閥門。該閥門的功能是阻礙使兩個室互相連接的通道。
該閥門包括固定于熱敏金屬彈簧式元件的活塞。
取決于活塞的位置，在通道中可利用的區(qū)域作為溫度的函數(shù)變化，以補(bǔ)償在氣體供應(yīng)中與溫度相關(guān)的壓力差。
然而，它清楚地記載道在兩個室之間的通道決不完全封閉。它還記載了當(dāng)發(fā)生器在操作時閥門的位置保持固定。該閥門通過對溫度敏感的金屬元件單獨(dú)地移動。
發(fā)生器的操作要求的溫度范圍通常從-35℃至+85℃。
推進(jìn)劑的燃燒速度還取決于溫度，這意味著在流量控制部分固定的情況下，燃燒室的壓力隨溫度而增加，因而導(dǎo)致取決于溫度的性能上的差異。
在上述引用的US-A-5 700 030和JP-A-08/156737中描述的系統(tǒng)未能使問題得到解決，因?yàn)樗鼈儼ǖ难b置的操作與溫度無關(guān)。
至于在US-A-6 062 598中描述的系統(tǒng)，它的操作嚴(yán)格地是溫度的函數(shù)，并且不考慮燃燒室中的壓力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種其操作受調(diào)節(jié)的氣體發(fā)生器，所述調(diào)節(jié)同時考慮燃燒室中的壓力和外部溫度兩者。
因此，本發(fā)明主要提供一種用于機(jī)動車輛安全設(shè)備的氣體發(fā)生器，該氣體發(fā)生器包括-用于燃燒的第一室，所述第一室包括點(diǎn)火的點(diǎn)火器和點(diǎn)火炸藥，所述點(diǎn)火炸藥的燃燒通過所述點(diǎn)火器觸發(fā)；和
-用于擴(kuò)散的第二室，由所述炸藥燃燒產(chǎn)生的氣體在排氣到外部之前傳送入所述第二室；這兩個室通過具有至少一個聯(lián)系噴口的“噴嘴”隔板彼此分開。
根據(jù)本發(fā)明，所述擴(kuò)散室設(shè)有一活塞，所述活塞作為燃燒室中的氣體壓力的函數(shù)適于封閉或不封閉所述噴口，所述活塞通過一彈性可變形材料的塊推進(jìn)至用于封閉所述噴口的位置，所述塊的剛度作為溫度的函數(shù)變化，所述剛度隨溫度的升高而降低。
通過該特征，如果外部溫度低，那么塊的剛度增加，因而減小氣體通過噴口的流動區(qū)，并且有可能增加燃燒室中的壓力。
相反地，如果外部溫度高，那么塊的剛度降低，因而增加流動區(qū)，并且降低燃燒室中的壓力。
這樣確保壓力盡可能好地被調(diào)節(jié)。
根據(jù)發(fā)生器的其它特征，具有這些其它特征的發(fā)生器是有利的，但不限于此-彈性可變形材料的所述塊由彈性體制成；-所述塊由圓柱形的墊構(gòu)成；-當(dāng)所述發(fā)生器具有基本上為圓柱形的形狀時，所述噴口和所述活塞在其長軸上延伸；以及-用于封閉所述噴口的活塞的近端具有截頭圓錐體的形狀。
最后，本發(fā)明還提供一種機(jī)動車輛安全設(shè)備，諸如氣囊觸發(fā)器或安全帶牽引器，該機(jī)動車輛安全設(shè)備裝配有根據(jù)任一上述特征的發(fā)生器。


在閱讀根據(jù)附圖給出的下面詳細(xì)的說明書后，將顯示出本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的發(fā)生器的縱向中間剖視的視圖，所述發(fā)生器包括的活塞所示的位置用于封閉在隔板中的噴口，所述隔板將兩個室分開；
圖2是活塞、關(guān)聯(lián)的彈性體塊以及將兩個室分開的隔板的縱向剖視圖；圖3是類似于圖1的視圖，所示的活塞處于其與所述隔板隔開的收縮位置。
具體實(shí)施例方式
附圖1和3部分所示的氣體發(fā)生器主要包括燃燒室C和擴(kuò)散室D。
發(fā)生器由通過軸X-X’的中空金屬圓柱體1形成的外殼構(gòu)成，該中空金屬圓柱體1具有排氣口100，該出排氣口100徑向朝向并且位于貫穿擴(kuò)散(或“充氣”)室D的壁的位置。
該外殼的相對端由帶皺的封閉壁11和13封閉。
厚的橫向隔板12，還被稱作“噴嘴”，將外殼分成與壁11聯(lián)系的所述燃燒室C和與壁13聯(lián)系的擴(kuò)散室D。
隔板12具有噴口14，噴口14使兩個室C和D彼此聯(lián)系。隔板或噴嘴12通過膜片120封閉，例如以薄金屬膜的形式。
噴口14的中心位于軸X-X’上。從室C處出發(fā)朝向室D，它由恒定圓剖面的圓柱形區(qū)段140構(gòu)成，該圓柱形區(qū)段140通向截頭圓錐體形狀的區(qū)段141。因而截頭圓錐體區(qū)段通過開口與室D聯(lián)系，該開口大于使區(qū)段140處于與室C聯(lián)系的開口。
點(diǎn)火器2安裝在壁11中以軸X-X’為中心的開口110中。點(diǎn)火器通過合適的裝置被容納和安置。
點(diǎn)火炸藥3例如由圍繞點(diǎn)火器的推進(jìn)劑組成。它是環(huán)形形狀，且其對稱軸與軸X-X’一致。在一未示出的實(shí)施方案中，裝料可由球粒制成。
塊通過槽板4設(shè)置，所述槽板4也支撐靠在隔板12上。
活塞5安裝在室D中，以軸X-X’為中心。舉例來說，活塞由具有可封閉噴口14的近端的金屬體構(gòu)成，它是以截頭圓錐體形50的形式，截頭圓錐體形50基本上與上面提到的區(qū)段141互補(bǔ)。
在一未示出的實(shí)施方案中，活塞50的截頭圓錐體形與區(qū)段141互補(bǔ)。這種變型用來降低活塞5和隔板或噴嘴12之間泄漏的危險。
當(dāng)然，根據(jù)噴口14的特殊形狀，可以相應(yīng)地調(diào)整活塞5的形狀和尺寸。
在活塞5的后面，安裝有一彈性可變形材料的塊6，在該情況下塊6由彈性體的墊構(gòu)成。
該墊是圓柱形，例如，當(dāng)靜止時，即在圖5所示的非壓縮狀態(tài)下時，其直徑等于活塞的直徑。
該墊通過圓周凸緣51接合并且支撐在活塞5的后面，圓周凸緣51與活塞是一體的。
根據(jù)本發(fā)明，塊6具有其剛度可作為溫度的函數(shù)變化的特征，所述剛度隨溫度的升高而增加。
換句話說，該剛度在低溫下較大，并且在高溫下較小。
舉例而言，使用的彈性體表現(xiàn)出在-40℃至+100℃范圍內(nèi)的溫度上以20％至40％改變其剛度的特征。
這種發(fā)生器的操作說明如下，從而顯示出具有上面提到的特征的優(yōu)點(diǎn)。
在發(fā)生器觸發(fā)之前，其組成元件占據(jù)如圖1所示的位置，這表示塊6傾向于推動活塞5緊靠隔板12以便封閉其中的噴口14。
在操作中，點(diǎn)火電流通過末銷20傳送到點(diǎn)火器2。然后該點(diǎn)火啟動裝在點(diǎn)火器的蓋中的炸藥。
之后，其中的壓力增加，引起蓋打開和/或成碎裂，因此使得氣體和火焰從那里逃逸，即進(jìn)入室C。
火焰和氣體依次點(diǎn)燃點(diǎn)火炸藥3。
該燃燒產(chǎn)生的氣體引起室C內(nèi)部的壓力逐漸增加。在一定的壓力水平(約10兆帕(MPa))以上時，膜片120在剪切力作用下破碎。然后在壓力下的氣體作用于活塞5。
該壓力產(chǎn)生以圖1中的箭頭F的方向作用于活塞5和彈性體的塊6的力。
在該力的作用下，在活塞5和隔板12之間軸向受控的被安裝的塊6將軸向地收縮，并且同時徑向膨脹，因此使活塞能夠以上面提到的箭頭F的方向軸向地移動，從而打開噴口14。
然后，間隙j(見圖2)在活塞的截頭圓錐體形50和噴口14之間產(chǎn)生，氣體通過其間隙排入室D。
正是該間隙，更特別地是它動態(tài)改變的方式，支配和控制推進(jìn)劑炸藥(不管是塊狀的還是球粒狀的)的燃燒。
如果燃燒室C的壓力增加，那么間隙j增加，因此可用于傳送氣體的區(qū)域增加，從而引起所述室中壓力降低。
相反地，如果壓力太低，那么間隙j減小，引起壓力增加。
如上所述，使用的彈性體具有作為溫度的函數(shù)變化的剛度。
因此，當(dāng)外部溫度較低時，例如約-35℃，彈性體的剛度增加，以使間隙j為較小值，從而有助于增加燃燒室C內(nèi)部的壓力。
相反地，當(dāng)外部溫度較高時，例如約85℃，彈性體的剛度降低，以使間隙j較大，從而使得燃燒室C中的壓力下降。
這種結(jié)構(gòu)的第一優(yōu)點(diǎn)在于這在通常的溫度范圍上增加了發(fā)生器性能的再現(xiàn)性這一事實(shí)。
另外，使用變化剛度的彈性體用來平穩(wěn)在相同的溫度范圍上的推進(jìn)劑的性能。
此外，因?yàn)樽畲髩毫档?，在燃燒室中的壓力以較小的范圍變化，因而使得減輕結(jié)構(gòu)同時保留相同的安全系數(shù)成為可能。
假定發(fā)生器遇到火，彈性體材料的塊將熔化，從而活塞5變?yōu)榕c噴口14分開。
結(jié)果，推進(jìn)劑的物質(zhì)可在相對較低的壓力下進(jìn)入燃燒，因此避免由于噴出或破碎而破壞發(fā)生器的結(jié)構(gòu)。
作為指示，該塊具有以每毫米千牛頓計的下述剛度值(kN/mm)對于肖氏硬度60在-40℃157kN/mm；在25℃142kN/mm；在90℃129kN/mm；
對于肖氏硬度80在-40℃192kN/mm；在25℃157kN/mm；在90℃114kN/mm。
權(quán)利要求
1.一種用于機(jī)動車輛安全設(shè)備的氣體發(fā)生器，所述發(fā)生器包括-用于燃燒的第一室(C)，所述第一室(C)包括點(diǎn)火的點(diǎn)火器(2)和點(diǎn)火炸藥(3)，所述點(diǎn)火炸藥(3)的燃燒通過所述點(diǎn)火器觸發(fā)；和-用于擴(kuò)散的第二室(D)，由所述炸藥(3)燃燒產(chǎn)生的氣體在排氣到外部之前傳送入所述第二室(D)；這兩個室(C，D)通過具有至少一個聯(lián)系噴口(13)的“噴嘴”隔板(12)彼此分開，所述發(fā)生器的特征在于，所述擴(kuò)散室(D)設(shè)有活塞(5)，所述活塞(5)作為燃燒室(C)中的氣體壓力的函數(shù)適于封閉或不封閉噴口(13)，所述活塞(5)通過彈性可變形材料的塊(6)推進(jìn)至用于封閉所述噴口(13)的位置，所述塊(6)的剛度作為溫度的函數(shù)變化，所述剛度隨溫度的升高而降低。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)生器，其特征在于，彈性可變形材料的塊(6)由彈性體制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)生器，其特征在于，所述的塊(6)由圓柱形的墊構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的發(fā)生器，其特征在于，所述發(fā)生器具有沿縱軸(X-X’)基本上為圓柱形的形狀，所述噴口(13)和所述活塞(5)在所述軸(X-X’)上延伸。
5.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的發(fā)生器，其特征在于，用于封閉所述噴口的活塞(5)的近端(50)具有截頭圓錐體的形狀。
6.一種機(jī)動車輛安全設(shè)備，諸如氣囊觸發(fā)器或安全帶牽引器，所述機(jī)動車輛安全設(shè)備裝配有根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的發(fā)生器(1)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動車輛安全設(shè)備的氣體發(fā)生器，其包括用于燃燒的第一室(C)，第一室(C)包括點(diǎn)火的點(diǎn)火器(2)和點(diǎn)火炸藥(3)，點(diǎn)火炸藥(3)的燃燒通過所述的點(diǎn)火器觸發(fā)；以及用于擴(kuò)散的第二室(D)，由炸藥(3)燃燒產(chǎn)生的氣體在排氣到外部之前傳送入第二室(D)，這兩個室(C，D)通過具有至少一個聯(lián)系噴口(13)的“噴嘴”隔板(12)彼此分開。根據(jù)本發(fā)明，所述擴(kuò)散室(D)設(shè)有活塞(5)，活塞(5)作為燃燒室(C)中的氣體壓力的函數(shù)適于封閉或不封閉噴口(13)，所述活塞(5)通過彈性可變形材料的塊(6)推進(jìn)至用于封閉噴口(13)的位置，所述塊(6)的剛度作為溫度的函數(shù)變化，所述剛度隨溫度的升高而降低。
文檔編號B60R21/26GK101048302SQ200580036465
公開日2007年10月3日 申請日期2005年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月26日
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