專利名稱：用于對(duì)車輛乘員約束系統(tǒng)的氣囊充氣的氣體發(fā)生器和對(duì)氣囊充氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的用于對(duì)車輛乘員約束系統(tǒng)的氣囊充氣的氣體 發(fā)生器和一種根據(jù)權(quán)利要求27的對(duì)車輛乘員約束系統(tǒng)的氣囊充氣的方法。
背景技術(shù)：
從現(xiàn)有技術(shù)已知的是混合氣體發(fā)生器，該混合氣體發(fā)生器包括與由推進(jìn)劑的燃燒 產(chǎn)生的燃燒氣體的源結(jié)合的加壓充氣氣體(“冷氣體”)的源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是提供一種氣體發(fā)生器，該氣體發(fā)生器產(chǎn)生足夠量的氣體并 且同時(shí)盡可能減小當(dāng)氣囊充氣時(shí)損壞氣囊的危險(xiǎn)。通過包括權(quán)利要求1的特征的氣體發(fā)生器且通過包括權(quán)利要求27的特征的方法 來解決該問題。本發(fā)明的實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中被限定。因此，提供一種用于對(duì)車輛乘員約束系統(tǒng)的氣囊充氣的氣體發(fā)生器，該氣體發(fā)生 器包括點(diǎn)火裝置，該點(diǎn)火裝置用于在被車輛的控制信號(hào)激活時(shí)產(chǎn)生氣體和/或熱；第一腔室，該第一腔室包括推進(jìn)劑，該推進(jìn)劑可被由點(diǎn)火裝置產(chǎn)生的氣體和/或
執(zhí)占_ ·
y 、、； Λ、、、 第二腔室，該第二腔室包括加壓充氣氣體；出口開口，充氣氣體可通過該出口開口流出第二腔室并流入氣囊；密封裝置，該密封裝置密封出口開口，其中所述氣體發(fā)生器被構(gòu)造成使得在點(diǎn)火裝置激活之后，由點(diǎn)火裝置產(chǎn)生的氣體和/ 或熱點(diǎn)燃推進(jìn)劑，并且在由點(diǎn)火裝置產(chǎn)生的氣體的直接或間接沖擊下在加壓氣體中產(chǎn)生壓 力波，其中壓力波使密封裝置破裂從而充氣氣體可從第二腔室經(jīng)由出口開口逸出。第二腔室中的壓力波可以例如通過利用密封點(diǎn)火裝置的體積的另外的密封裝置 (例如爆破片)而產(chǎn)生，其中，如果該體積中的壓力超過特定值則密封裝置破裂。因此，由于 另外的密封裝置的破裂(即，特別地由于該體積和第二腔室之間的壓力差)，由于該體積和 第二腔室之間的壓力差、即由于氣體突然流出該體積且流入第二腔室而將高的沖擊被施加 在存儲(chǔ)的加壓充氣氣體上，使得在充氣氣體中引起壓力波。例如，該體積被預(yù)填充有空氣或另一氣體，特別地諸如氮?dú)饣蚝獾牟豢扇紵龤?體。另外，點(diǎn)火裝置可構(gòu)造成使得另外的密封裝置通過由點(diǎn)火裝置釋放到該體積中的氣體 和/或熱在點(diǎn)火裝置被激活之前在存在于該體積中的氣體中產(chǎn)生的壓力波的沖擊下破裂。然而，也可能的是，加壓充氣氣體中的壓力波由點(diǎn)火裝置產(chǎn)生的氣體的直接熱和/ 或機(jī)械沖擊、即由點(diǎn)火裝置產(chǎn)生的氣體的突然流入第二腔室而產(chǎn)生。此外，推進(jìn)劑的點(diǎn)火不一定必須由點(diǎn)火裝置產(chǎn)生的氣體直接觸發(fā)，而是可以例如也可由在點(diǎn)火裝置激活時(shí)產(chǎn)生的熱產(chǎn)生，該熱被傳輸?shù)酵七M(jìn)劑(特別地通過對(duì)流或熱傳 導(dǎo))。點(diǎn)火裝置例如包括在用于點(diǎn)燃推進(jìn)劑的常規(guī)氣體發(fā)生器中使用的常規(guī)點(diǎn)火器。此外， 點(diǎn)火裝置也可以產(chǎn)生(固體)顆粒，該顆粒經(jīng)受由點(diǎn)火裝置在被激活時(shí)釋放的氣體的沖擊。根據(jù)本發(fā)明的示例，充氣氣體在近似60Mpa的壓力下存儲(chǔ)在第二腔室中，其中可 使用多種充氣氣體；例如，惰性氣體(諸如氬氣)或與由推進(jìn)劑的燃燒產(chǎn)生的燃燒氣體反應(yīng) 的氣體。此外，可以使用特別地以多個(gè)推進(jìn)劑片劑或推進(jìn)劑環(huán)的形式的固體推進(jìn)劑。此外，氣體發(fā)生器可構(gòu)造成使得在充氣氣體和由推進(jìn)劑的燃燒產(chǎn)生的燃燒氣體的 混合物到達(dá)第二腔室之前，(在密封裝置破裂之后)未與由推進(jìn)劑的燃燒產(chǎn)生的氣體混合 的充氣氣體通過出口開口離開第二腔室。因此，由于氣囊將首先通過(冷的)充氣氣體充氣，所以當(dāng)充氣氣體和燃燒氣體的 (較熱的)混合物流入氣囊時(shí)氣囊已經(jīng)被部分充氣。因此，否則可被較熱的氣體混合物損壞 的氣囊層在第一充氣狀態(tài)期間已經(jīng)離開氣體發(fā)生器，使得氣體混合物對(duì)氣囊層的熱沖擊被 減小。在一示例中，在點(diǎn)火裝置激活后大約1. 5ms，密封裝置被在充氣氣體 中產(chǎn)生的壓力 波弄破。此外，在點(diǎn)火裝置被激活之后僅僅大約6ms，包括充氣氣體和燃燒氣體的氣體混合 物流入氣囊。因此，根據(jù)該示例，氣囊在最初的6ms中通過冷的充氣氣體充氣，使得當(dāng)較熱 的氣體混合物開始流入氣囊時(shí)氣囊展開到一定程度。此外，由于密封裝置通過壓力波被破壞而不是被由推進(jìn)劑的燃燒產(chǎn)生的燃燒氣體 破壞，因此借助未混合的加壓充氣氣體的氣囊的充氣的開始和氣體混合物流入氣囊的時(shí)間 點(diǎn)之間的延遲可以通過點(diǎn)火裝置和推進(jìn)劑之間的流動(dòng)路徑的構(gòu)造來調(diào)節(jié)。下面給出不同流 動(dòng)路徑構(gòu)造的示例。用于密封出口開口的密封裝置例如包括爆裂板(特別地，爆破片)，該爆裂板被布 置在出口開口的區(qū)域中使得通過出口開口的通路最初被阻塞。根據(jù)本發(fā)明的另一示例，氣體發(fā)生器被構(gòu)造成使得在由推進(jìn)劑的燃燒產(chǎn)生的燃燒 氣體進(jìn)入第二腔室之前密封裝置破裂且充氣氣體從出口開口逸出。因此，當(dāng)燃燒氣體開始 進(jìn)入第二腔室并且與(剩余的)充氣氣體混合時(shí)，加壓的充氣氣體部分地已經(jīng)離開第二腔室。此外，氣體發(fā)生器可包括通路，由點(diǎn)火裝置產(chǎn)生的氣體和/或熱可通過該通路從 點(diǎn)火裝置流入第二腔室。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，用于由點(diǎn)火裝置產(chǎn)生的氣體和/或熱的通路位于第二 腔室的第一側(cè)上，且第二腔室的出口開口位于第二腔室的與第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)上。例如， 第二腔室縱向延伸，例如第二腔室由空心的、特別地空心圓柱形的部分(例如，容器)形成。 在空心圓柱形部分的情況下，通路和出口開口位于該部分的末端中，該末端沿空心部分的 縱向軸線彼此相對(duì)地定位。此外，氣體發(fā)生器可包括至少一個(gè)入口開口，由推進(jìn)劑的燃燒產(chǎn)生的燃燒氣體可 通過該入口開口從第一腔室流到第二腔室。例如，入口開口布置在第一腔室和上述點(diǎn)火裝 置與第二腔室之間的通路之間，使得燃燒氣體可流過入口開口和通路進(jìn)入第二腔室。另外 地或替代地，入口開口可布置在第一腔室和第二腔室之間使得燃燒氣體可從第一腔室直接 流到第二腔室而不必流過用于該氣體的通路。
此外，第一腔室也可由空心圓柱形縱向部分形成，點(diǎn)火裝置設(shè)置在該第一腔室中， 即第一腔室在點(diǎn)火裝置周圍延伸。因此，第一腔室和第二腔室可分別由第一空心部分和第 二空心部分形成，其中，特別地，第一空心部分的端部連接到第二空心部分的端部。例如，第一空心部分和第二空心部分以形狀配合的方式彼此連接，例如，通過將第 一空心部分和第二空心部分壓接在一起。此外，第一空心部分和第二空心部分可通過結(jié)合 而彼此固定，例如通過焊接。在另一示例中，第一空心部分和第二空心部分一體地形成，亦 即使用了特別地呈管形式的單個(gè)空心部分，在該單個(gè)空心部分中布置分隔件以在該空心部 分內(nèi)形成第一腔室和第二腔室。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，氣體發(fā)生器包括空心元件(例如呈空心圓柱形定位器 形式)，該空心元件形成點(diǎn)火裝置和第二腔室之間的通路的一部分以用于將點(diǎn)火裝置被激 活時(shí)產(chǎn)生的氣體和/或熱向第二腔室引導(dǎo)。例如，管狀空心元件相對(duì)于點(diǎn)火裝置和第二腔 室軸向布置，其中氣體主要從點(diǎn)火裝置沿空心元件的縱向軸線排出。
此外，空心元件的一個(gè)端部可連接到點(diǎn)火裝置，其中相對(duì)的端部朝向第二腔室延 伸，使得氣體沿著沿縱向軸線的方向朝向第二腔室被引導(dǎo)通過空心元件。特別地，空心元件 被布置成使得它被第一腔室包圍并且例如形成第一腔室的內(nèi)側(cè)壁。例如，第一腔室相對(duì)于 空心元件共軸地延伸。在第一空心部分和第二空心部分的圓柱形構(gòu)造中，氣體發(fā)生器的上述通路(至少 部分地由空心元件形成在點(diǎn)火裝置和第二隔室之間)和出口開口可以沿第一空心部分和 第二空心部分的中心軸線彼此對(duì)齊地布置。此外，第一隔室可以繞以第一空心部分和第二 空心部分的縱向軸線為中心的點(diǎn)火裝置環(huán)形地延伸。此外，至少一個(gè)入口開口可布置在空心元件的表面中，使得在點(diǎn)火裝置激活時(shí)產(chǎn) 生的氣體可通過這些開口到達(dá)布置在第一腔室中的推進(jìn)劑。在一變體中，多個(gè)開口沿空心 元件的周邊徑向布置。而且，通過燃燒推進(jìn)劑產(chǎn)生的燃燒氣體可從第一腔室通過入口開口 逸出。通過選擇入口開口的數(shù)量和位置，可以調(diào)節(jié)進(jìn)入第二腔室的燃燒氣體的流率。在另一實(shí)施例中，空心元件的表面中的入口開口是產(chǎn)生的燃燒氣體可通過它流入 第二腔室的僅有的開口，即在點(diǎn)燃推進(jìn)劑之后產(chǎn)生的燃燒氣體必須通過空心元件的表面中 的入口開口回去并且通過空心元件流向第二腔室。特別地，在第一腔室和第二腔室之間不 存在直接通路。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，第一腔室和第二腔室由密封元件分離，該密封元件包 括形成上述通路的一部分的開口，氣體可通過該通路從點(diǎn)火裝置流到第二腔室。例如，特別 地，如果第一通路和第二腔室由空心圓柱形定位器形成，則密封元件具有包圍通路的環(huán)狀 形狀。而且，密封元件可包括至少一個(gè)另外的開口，在點(diǎn)火裝置被激活時(shí)產(chǎn)生并且進(jìn)入 第二腔室的氣體可通過該至少一個(gè)另外的開口從第二腔室流入第一腔室以點(diǎn)燃推進(jìn)劑。特 別地，不存在氣體可通過其達(dá)到第一腔室中的推進(jìn)劑的其它開口或通路，使得氣體在能夠 進(jìn)入第一腔室之前必須首先流入第二腔室。這種變體提供了充氣氣體的流出的開始(在密 封元件的破裂之后)和燃燒氣體到達(dá)氣體發(fā)生器的出口開口之間的較長的延遲。本發(fā)明也涉及氣囊模塊，該氣囊模塊包括氣囊和根據(jù)上述實(shí)施例的用于對(duì)氣囊充 氣的氣體發(fā)生器。特別地，氣囊模塊構(gòu)造成使得，在第一階段中，氣囊通過未與由推進(jìn)劑的燃燒產(chǎn)生的氣體混合的加壓充氣氣體充氣，并且，在隨后的第二階段中，氣囊通過加壓充氣 氣體和由推進(jìn)劑的燃燒產(chǎn)生的氣體的混合物充氣。此外，本發(fā)明也涉及一種對(duì)車輛乘員約束系統(tǒng)的氣囊充氣的方法，該方法包括以 下步驟提供氣體發(fā)生器，該氣體發(fā)生器具有包括推進(jìn)劑的第一腔室和包括加壓充氣氣體 的第二腔室，其中第二腔室還包括最初被密封裝置密封的出口開口，當(dāng)出口開口被打開時(shí) 加壓氣體可通過該出口開口流入氣囊；在加壓充氣氣體中產(chǎn)生壓力波，使得密封裝置在壓力波的沖擊下破裂，并且充氣 氣體逸入氣囊中；和點(diǎn)燃推進(jìn)劑，并且將點(diǎn)燃時(shí)由推進(jìn)劑的燃燒產(chǎn)生的氣體引導(dǎo)到第二腔室中。


下面，參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的氣體發(fā)生器；圖2A-2D示出根據(jù)本發(fā)明的氣體發(fā)生器的工作原理；圖3A、3B示出圖1的氣體發(fā)生器的變體；圖4A、4B示出根據(jù)圖1的氣體發(fā)生器的另外的變體；圖5A、5B示出填充有根據(jù)本發(fā)明的兩個(gè)不同實(shí)施例的不同氣體發(fā)生器產(chǎn)生的氣 體的測試體積中的壓力與時(shí)間的關(guān)系；圖6示出根據(jù)本發(fā)明的氣體發(fā)生器的第二腔室中的內(nèi)部壓力與時(shí)間的關(guān)系；并且圖7A-7C示出根據(jù)本發(fā)明的另外實(shí)施例的兩個(gè)不同氣體發(fā)生器。
具體實(shí)施例方式圖1描繪了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的氣體發(fā)生器1的剖視圖。氣體發(fā)生器包括呈 煙火點(diǎn)火器2形式的點(diǎn)火裝置，該煙火點(diǎn)火器可以由車輛乘員約束系統(tǒng)的電信號(hào)激活。為 了連接到約束系統(tǒng)的控制單元，點(diǎn)火器包括電接口 21。此外，氣體發(fā)生器1包括在點(diǎn)火器2周圍環(huán)形地延伸的第一腔室11，其中多個(gè)推進(jìn) 劑片劑3布置在第一腔室中。第二腔室12鄰近第一腔室11延伸，加壓充氣氣體存儲(chǔ)在該 第二腔室中。第一和第二腔室11、12分別由通過壓接部或焊接部13彼此連接的第一和第 二空心圓柱形部分111和121形成。氣體發(fā)生器1還包括出口開口 41，存儲(chǔ)在第二腔室中的充氣氣體的至少一些可通 過該出口開口 41流出氣體發(fā)生器并流入氣囊(未示出)。出口開口 41形成在氣體發(fā)生器 的布置在第二空心部分121的一個(gè)端部中的出口部分4中，該出口開口 41最初由呈爆破片 46形式的密封裝置封閉。此外，出口元件4的外部部分44包括與出口開口 41連通的氣體通道45，使得從第 二腔室12通過出口開口 41逸出的氣體通過通道45被分配到氣囊中。出口部分4還包括 過濾器43，該過濾器布置在第二腔室內(nèi)并且構(gòu)造成在第二腔室中的氣體通過出口開口 41 離開第二腔室之前過濾第二腔室中的氣體。此外，氣體發(fā)生器1包括形成通路153的一部分的空心元件15，由點(diǎn)火器2產(chǎn)生的氣體和/或熱可通過該通路從點(diǎn)火器流到第二腔室中。更特別地，點(diǎn)火器2布置在保持器 22內(nèi)，該保持器22連接到第一空心部分111的一個(gè)端部。保持器22包括空心圓柱形部分 221，空心元件15的一個(gè)端部安裝到該空心圓柱形部分221使得空心圓柱形部分221和空 心元件15同時(shí)提供第一腔室11的內(nèi)側(cè)壁。空心元件15的另一端部容納在位于第一腔室11和第二腔室12之間的角密封元 件5的中心孔51中?？?1與空心元件15 —起形成通路153，氣體可通過該通路從點(diǎn)火器 2流到第二腔室12中。通路153最初由呈通路爆破片152形式的密封元件阻塞，該通路爆 破片例如固定到點(diǎn)火器保持器22的空心圓柱形部分221并且布置在點(diǎn)火器2和空心元件 15之間。此外，點(diǎn)火器2包括 位于爆破片152附近的呈空心圓柱形部分222形式的體積。在 激活點(diǎn)火器2時(shí)，空心圓柱形部分222填充有由點(diǎn)火器釋放的氣體。如果空心圓柱形部分 222中的壓力超過最大值，則爆破片152破裂，該最大值取決于爆破片152的構(gòu)造。結(jié)果，在 第二腔室12中包含的充氣氣體中引起壓力波，這特別是由于在爆破片152破裂之后空心圓 柱形部分222中積聚的氣體突然流入到第二腔室12中的事實(shí)而引起的。下面參考圖2A到 圖2D詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的氣體發(fā)生器的工作原理。此外，多個(gè)入口開口 151沿徑向布置在空心元件15的表面中，來自點(diǎn)火器2的氣 體可通過該多個(gè)入口開口 151流入到第一腔室11中以便點(diǎn)燃推進(jìn)劑3。而且，由推進(jìn)劑3 的燃燒產(chǎn)生的燃燒氣體可以通過開口 151從第一腔室11流回到通路153中，使得燃燒氣體 可以經(jīng)由開口 151和通路153流入第二腔室12。根據(jù)圖2A，點(diǎn)火器2在從車輛乘員約束系統(tǒng)的控制單元或傳感器接收到信號(hào)時(shí)被 激活。在激活時(shí)，點(diǎn)火器2輸出熱氣體，該熱氣體進(jìn)入空心圓柱形可填充體積222。如果所 述體積內(nèi)的壓力超過特定的最大值，則在空心圓柱形部分222中的氣體壓力的沖擊下，通 路爆破片152破裂。在爆破片152破裂之后，空心圓柱形部分222中積聚的氣體60通過由 空心元件15和孔51形成的通路153突然離開并且進(jìn)入第二腔室12。在使爆破片152破裂和突然侵入的氣體60的沖擊下，在存儲(chǔ)在第二腔室12中的 加壓充氣氣體中產(chǎn)生壓力波。該壓力波在圖2B中由波陣面100表示，該波陣面通過位于第 二腔室12中的充氣氣體從第二腔室的(面向點(diǎn)火器2)第一端部朝向包括出口開口 41的 其第二端部傳播。此外，在壓力波100的沖擊下，密封出口開口 41的爆破片46破裂，使得出口開口 41被去除覆蓋并且加壓充氣氣體可經(jīng)由出口開口 41和鄰近的分配通道45離開氣體發(fā)生
ο由于點(diǎn)火裝置產(chǎn)生的氣體和/或熱不僅進(jìn)入第二腔室12而且通過空心元件15的 徑向開口 151流入第一腔室11 (如圖2B中的箭頭A表示)，因此在點(diǎn)火器2激活之后推進(jìn) 劑3被點(diǎn)燃，如圖2C中所示。在推進(jìn)劑片劑3被點(diǎn)燃之后，由推進(jìn)劑的燃燒產(chǎn)生的燃燒氣 體流回到通路153中并且隨后通過通路153流到第二腔室中(如在圖2D中由箭頭C表示 的)。因此，熱的燃燒氣體(對(duì)照圖2D 腔室12中“云”的左邊較暗部分)與還沒有從第二 腔室逸出的冷的加壓充氣氣體(云的右邊較亮部分)混合。在密封出口開口 41的密封元件46在經(jīng)過加壓充氣氣體的壓力波的沖擊下并且在 氣體的直接沖擊下或在由推進(jìn)劑的燃燒產(chǎn)生的燃燒氣體的沖擊下單獨(dú)破裂時(shí)，在最初充氣階段中，“純的”(即，相對(duì)冷的)加壓充氣氣體在充氣氣體和燃燒氣體的混合物到達(dá)出口開 口 41之前從第二腔室逸出并流入氣囊。因此，氣囊在第一階段中填充有冷的充氣氣體并且 僅在第二階段中填充有較熱的氣體混合物。參考圖5A、5B和6進(jìn)一步說明根據(jù)本發(fā)明的氣 體發(fā)生器的充氣性能。
在圖3A和圖3B中示出在圖1和圖2A到圖2D中論述的氣體發(fā)生器的可能變體， 其中圖3A示出在第一腔室11的區(qū)域中穿過圖1的氣體發(fā)生器1的剖視圖。圖3B的第一 圖代表沿圖3A中示出的線A-A的剖視圖，公開了空心元件15包括布置在其表面中的多個(gè) 入口開口 151，該入口開口 151以恒定的距離布置。圖3B還示出空心元件15的兩種變體(圖3B的下圖)，其中根據(jù)左下圖的空心元 件15包括位于空心元件15的相同半部上的三個(gè)入口開口，而根據(jù)右下圖的空心元件15的 變體僅包括單個(gè)入口開口 151。通過減少空心元件15的表面中的開口 151的數(shù)量，能夠經(jīng) 由通路153減小從點(diǎn)火器2到第一腔室11中的氣體和/或熱的流入和從第一腔室11到第 二腔室12中的燃燒氣體的流率。結(jié)果，當(dāng)加壓充氣氣體和燃燒氣體的混合物到達(dá)出口開口 時(shí)氣體發(fā)生器的出口開口(圖3A中未示出)處發(fā)生的壓力增加減??；更確切地說，如例如 在圖5A中示出的壓力-時(shí)間曲線的斜率減小。圖4A和圖4B涉及圖1中示出的氣體發(fā)生器的另一變體，其中圖4A的左圖描繪了 沿線A-A穿過密封元件5的剖視圖。密封元件5環(huán)形地成形，包括中心孔51。根據(jù)圖4A， 密封元件5連續(xù)地形成并且不包括除中心孔51外的任何貫通開口使得密封元件5防止第 一腔室11和第二腔室12之間的直接氣體流動(dòng)。圖4B描繪了圖4A的一種變體，其中密封元件5包括多個(gè)等間距的另外開口 52。 開口 52 —方面使得從點(diǎn)火器2排出的氣體和/或熱經(jīng)由第二腔室到達(dá)位于第一腔室中的 推進(jìn)劑并且另一方面使第一腔室中產(chǎn)生的燃燒氣體能夠從第一腔室直接流到第二腔室中 而不必穿過由空心元件15和中心孔51形成的通路153。此外，如圖4B中所示，空心元件可以形成為在其表面中沒有入口開口使得第一腔 室中產(chǎn)生的燃燒氣體僅可以通過密封元件5的開口 52達(dá)到第二腔室。然而，也可能的是， 除了開口 52外，至少一個(gè)開口可布置在空心元件15的表面中。根據(jù)圖4B的示例，從點(diǎn)火器2排出的氣體和/或熱不能直接流到第一腔室中，而 是在能夠通過密封元件開口 52進(jìn)入第一腔室之前必須通過通路153流到第二腔室12中。 因此，最初密封出口開口的爆破片的打開(即氣體流出的開始)和第一腔室中燃燒氣體的 產(chǎn)生之間的延遲增加，其中通過密封元件開口 52和/或空心元件入口開口 151的數(shù)量和/ 或位置可調(diào)節(jié)該延遲。圖5A和圖5B中分別示出圖4A和圖4B的氣體發(fā)生器變體的填充特性。這些圖分 別示出被根據(jù)圖4A和圖4B的氣體發(fā)生器填充的測試體積(代表要充氣的氣囊)中的壓力 與時(shí)間的關(guān)系。圖5A中示出的曲線CG示出常規(guī)冷氣體發(fā)生器的性能并且被示出用于比較。使用 常規(guī)氣體發(fā)生器，測試體積中的壓力增加直到達(dá)到恒定水平。根據(jù)本發(fā)明的氣體發(fā)生器產(chǎn) 生的壓力(曲線IN)最初跟隨代表常規(guī)氣體發(fā)生器的曲線CG。然而，當(dāng)燃燒氣體開始進(jìn)入 第二腔室時(shí)(從點(diǎn)火器被激活大約6ms之后)，氣體發(fā)生器的氣體輸出上升使得測試體積中 的壓力超過由常規(guī)氣體發(fā)生器獲得的壓力。這是由于如下事實(shí)一方面，燃燒氣體的溫度加速了加壓充氣氣體的膨脹，并且另一方面，燃燒氣體提供流入測試體積的另外的氣體體積。如圖5B中描繪的，通過根據(jù)圖4B對(duì)點(diǎn)火器與第二腔室(在空心元件15中沒有入口開口)之間的通路153以及密封環(huán)5的修改，改變了測試體積中的壓力與時(shí)間關(guān)系。特 別地，在出口開口處燃燒氣體和加壓充氣氣體的混合物的出現(xiàn)被延遲，使得測試體積中的 壓力僅在從點(diǎn)火器激活開始的大約25ms(與涉及圖4A的氣體發(fā)生器設(shè)置的圖5A中的6ms 相比)之后才開始超過由常規(guī)氣體發(fā)生器產(chǎn)生的壓力。該延遲可以例如通過修改密封元件 5中的開口 52的數(shù)量和/或由空心元件15提供的入口開口 151的數(shù)量來調(diào)節(jié)。如果氣囊 包括長的流動(dòng)路徑，使得氣囊在較熱的氣體混合物進(jìn)入氣囊之前被充分展開，則較長的延 遲可以是有用的。例如，簾式氣囊可能需要比其它側(cè)氣囊長的延遲。圖6示出與常規(guī)冷氣體發(fā)生器的加壓氣體存儲(chǔ)腔室中的內(nèi)部壓力(曲線“CG”)相 比根據(jù)本發(fā)明的氣體發(fā)生器的第二腔室12中的內(nèi)部壓力與時(shí)間關(guān)系(曲線“IN”)。參考 曲線CG，在點(diǎn)火器被激活之后并且當(dāng)點(diǎn)火器的可填充體積中的內(nèi)部壓力超過特定值時(shí)，通 路爆破片破裂使得氣體突然充氣并且進(jìn)入第二腔室中，引起使密封第二腔室的出口開口的 爆破片破裂(從點(diǎn)火器被激活開始的大約1. 4ms之后)的壓力波。 在密封出口開口的爆破片破裂時(shí)，第二腔室中的內(nèi)部壓力隨著氣體從第二腔室通 過未阻塞的出口開口逸出而開始下降。然后，由于熱的燃燒氣體進(jìn)入第二腔室，該熱的燃燒 氣體加速充氣氣體的膨脹并且也取代通過出口開口從第二腔室逸出的充氣氣體，因此內(nèi)部 壓力的下降被削弱。然而，雖然燃燒氣體流入第二腔室，但第二腔室中的內(nèi)部壓力決不超過 在常規(guī)氣體發(fā)生器的氣體存儲(chǔ)腔室中測量到的最大內(nèi)部壓力(大約100巴)。因此，根據(jù)本 發(fā)明的氣體發(fā)生器的第二腔室可以由空心部分形成，該空心部分具有與形成常規(guī)氣體發(fā)生 器的加壓氣體存儲(chǔ)腔室的存儲(chǔ)部分類似的穩(wěn)定性。圖7A到圖7C涉及根據(jù)本發(fā)明的氣體發(fā)生器的另外實(shí)施例。根據(jù)這些實(shí)施例的氣 體發(fā)生器采用以多個(gè)環(huán)形推進(jìn)劑元件31的形式的推進(jìn)劑而不是推進(jìn)劑片劑。環(huán)式推進(jìn)劑 元件31圍繞點(diǎn)火器保持器22的至少一部分且圍繞空心元件15的至少一部分布置在(同 樣環(huán)形的)第一腔室中。此外，根據(jù)圖7C中示出的變體，如果使用環(huán)式推進(jìn)劑，則可以省略空心元件15，使 得點(diǎn)火器2和第二腔室之間的通路153由推進(jìn)劑元件31中的至少一個(gè)形成。此外，在這個(gè) 實(shí)施例中，第一腔室11被限定為第一空心部分111 (限定第一腔室的外側(cè)壁)、點(diǎn)火器保持 器22、爆破片152和密封元件5之間的體積。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)注意，上面描述的本發(fā)明的不同實(shí)施例的元件也可以組合使用。例如， 環(huán)式推進(jìn)劑可以與根據(jù)圖4B的密封元件一起使用。附圖標(biāo)記1氣體發(fā)生器2點(diǎn)火器3推進(jìn)劑4出口元件5密封元件11第一腔室12第二腔室
13焊接部15空心元件21 接口22點(diǎn)火器保持器31環(huán)形推進(jìn)劑元件41 出 口開口 43過濾器44外部部分45 通道46爆破片51中心孔52貫通開口60燃燒氣體100壓力波111第一空心部分121第二空心部分151 入 口開口152爆破片153 通路221空心圓柱形部分222可填充體積
權(quán)利要求
用于對(duì)車輛乘員約束系統(tǒng)的氣囊充氣的氣體發(fā)生器，包括點(diǎn)火裝置(2)，所述點(diǎn)火裝置(2)用于在通過車輛的控制信號(hào)激活時(shí)產(chǎn)生氣體和/或熱；第一腔室(11)，所述第一腔室(11)包括推進(jìn)劑(3，31)，所述推進(jìn)劑(3，31)能夠通過由所述點(diǎn)火裝置(2)產(chǎn)生的氣體和/或熱點(diǎn)燃；第二腔室(12)，所述第二腔室(12)包括加壓充氣氣體；至少一個(gè)出口開口(41)，所述充氣氣體能夠通過所述至少一個(gè)出口開口(41)流出所述第二腔室并流入所述氣囊；密封裝置(46)，所述密封裝置(46)密封所述出口開口(41)，其中所述氣體發(fā)生器(1)被構(gòu)造成使得在激活所述點(diǎn)火裝置之后，由所述點(diǎn)火裝置(2)產(chǎn)生的氣體和/或熱點(diǎn)燃所述推進(jìn)劑(3，31)，并且在由所述點(diǎn)火裝置(2)產(chǎn)生的氣體的直接或間接沖擊下在加壓氣體中產(chǎn)生壓力波(100)，其中所述壓力波(100)使所述密封裝置(46)破裂從而充氣氣體能夠從所述第二腔室(12)經(jīng)由所述出口開口(41)逸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體發(fā)生器，其特征在于通路(153)，由所述點(diǎn)火裝置(2)產(chǎn) 生的氣體和/或熱能夠通過所述通路(153)從所述點(diǎn)火裝置(2)流入所述第二腔室(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，在激活所述點(diǎn)火裝置時(shí)，通過由所 述點(diǎn)火裝置(2)產(chǎn)生的氣體經(jīng)由所述通路(153)突然流入所述第二腔室而產(chǎn)生所述壓力波 (100)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，所述點(diǎn)火裝置包括用 于接收在激活時(shí)由所述點(diǎn)火裝置產(chǎn)生的氣體的體積(222)，其中所述體積(222)由另外的 密封裝置(152)密封，如果所述體積(222)中的壓力超過最大值，則所述另外的密封裝置 (152)破裂，并且其中由于所述另外的密封裝置(152)的破裂而在所述充氣氣體中產(chǎn)生所 述壓力波(100)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，所述氣體發(fā)生器被構(gòu)造成使得在 所述另外的密封裝置(152)破裂時(shí)，氣體從所述體積(222)突然流入所述第二腔室(12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，所述體積(222)被預(yù)填充有空 氣或另一氣體，特別是不可燃燒氣體。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，所述點(diǎn)火裝置(2)被構(gòu)造成使得 所述另外的密封裝置(152)通過由所述點(diǎn)火裝置(2)釋放到所述體積(222)中的氣體和/ 或熱而在存在于所述體積(222)中的氣體中產(chǎn)生的壓力波的沖擊下破裂。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的氣體發(fā)生器，其特征在于至少一個(gè)入口開口 (151)，由所述推進(jìn)劑(3，31)的燃燒產(chǎn)生的氣體能夠通過所述至少一個(gè)入口開口(151)從 所述第一腔室(11)流到所述第二腔室(12)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，所述氣體發(fā)生器被構(gòu) 造成使得在所述密封裝置(46)破裂時(shí)，在充氣氣體和由所述推進(jìn)劑(3，31)的燃燒產(chǎn)生的 氣體的混合物到達(dá)所述出口開口(41)之前，未與由所述推進(jìn)劑(3，31)的燃燒產(chǎn)生的氣體 混合的充氣氣體通過所述出口開口(41)離開。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，所述氣體發(fā)生器被構(gòu) 造成使得在由所述推進(jìn)劑的燃燒產(chǎn)生的氣體進(jìn)入所述第二腔室(12)之前，所述密封裝置(46)破裂并且充氣氣體從所述出口開口(41)逸出。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求2到10中的一項(xiàng)所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，所述出口開口 (41)位于所述第二腔室(12)的第一側(cè)，并且所述通路(153)位于所述第二腔室(12)的與 所述第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，所述第一腔室(11) 和/或所述第二腔室(12)沿縱向延伸。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，所述第一腔室(11) 在所述點(diǎn)火裝置(2)的周圍延伸。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，所述第一腔室(11) 由第一空心部分(111)形成，并且所述第二腔室(12)由第二空心部分(121)形成，所述點(diǎn) 火裝置(2)布置在所述第一空心部分(111)中，其中所述第一空心部分(111)的端部連接 到所述第二空心部分(121)的端部。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，所述第一空心部分(111)和所述 第二空心部分(121)以形狀配合的方式或通過結(jié)合而彼此連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，所述第一空心部分(111)和所述 第二空心部分(121) —體形成。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求2到16中的一項(xiàng)所述的氣體發(fā)生器，其特征在于空心元件 (15)，所述空心元件(15)形成氣體和/或熱能夠通過其而進(jìn)入所述第二腔室(12)的通路 (153)的一部分。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，所述空心元件(15)由所述第一 腔室(11)包圍。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，至少一個(gè)入口開口(152) 被布置在所述空心元件(15)的表面中，使得在所述點(diǎn)火裝置(2)激活時(shí)由所述點(diǎn)火裝置 (2)產(chǎn)生的氣體和/或熱能夠通過所述入口開口(152)到達(dá)所述推進(jìn)劑(3，31)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，多個(gè)入口開口(152)沿所述空心 元件(15)的周邊徑向地布置。
21.根據(jù)前述權(quán)利要求2到20中的一項(xiàng)所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，所述第一腔室 (11)和所述第二腔室(12)由密封元件(5)分離，所述密封元件(5)包括開口(51)，該開口 (51)形成由所述點(diǎn)火裝置(2)產(chǎn)生的氣體和/或熱能夠通過其而進(jìn)入所述第二腔室的通路 (153)的一部分。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，所述密封元件(5)包括至少一 個(gè)另外的開口(52)，通過所述通路(153)進(jìn)入所述第二腔室(12)的氣體能夠通過所述至 少一個(gè)另外的開口(52)從所述第二腔室(12)流到所述第一腔室(11)并點(diǎn)燃所述推進(jìn)劑 (3,31)。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，所述密封元件(5)環(huán)狀地 形成。
24.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的氣體發(fā)生器，其特征在于，所述推進(jìn)劑(31)環(huán) 狀地形成。
25.氣囊模塊，該氣囊模塊包括氣囊和用于對(duì)所述氣囊充氣的根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)的氣體發(fā)生器(1)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的氣囊模塊，其特征在于，所述氣囊模塊被構(gòu)造成使得在第 一階段中所述氣囊(1)通過未與由所述推進(jìn)劑(3，31)的燃燒產(chǎn)生的氣體混合的加壓充氣 氣體進(jìn)行充氣，并且在隨后的第二階段中所述氣囊通過加壓充氣氣體和由所述推進(jìn)劑的燃 燒產(chǎn)生的氣體的混合物進(jìn)行充氣。
27.對(duì)車輛乘員約束系統(tǒng)的氣囊充氣的方法，所述方法包括以下步驟提供氣體發(fā)生器(1)，該氣體發(fā)生器(1)具有包括推進(jìn)劑(3，31)的第一腔室(11)和包 括加壓充氣氣體的第二腔室(12)，其中，所述第二腔室(12)還包括被密封裝置(46)密封的 出口開口(41)，當(dāng)所述出口開口(41)被打開時(shí)加壓氣體能夠通過所述出口開口(41)流入 所述氣囊；在加壓充氣氣體中產(chǎn)生壓力波(100)，使得所述密封裝置(46)在所述壓力波(100)的 沖擊下破裂，并且充氣氣體逸入所述氣囊中；和點(diǎn)燃所述推進(jìn)劑(3，31)，并且將點(diǎn)燃時(shí)由所述推進(jìn)劑的燃燒產(chǎn)生的氣體引導(dǎo)到所述第 二腔室(12)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于對(duì)車輛乘員約束系統(tǒng)的氣囊充氣的氣體發(fā)生器，包括點(diǎn)火裝置(2)，用于在被車輛的控制信號(hào)激活時(shí)產(chǎn)生氣體和/或熱；第一腔室(11)，包括推進(jìn)劑(3，31)，推進(jìn)劑可由點(diǎn)火裝置(2)產(chǎn)生的氣體和/或熱點(diǎn)燃；第二腔室(12)，包括加壓充氣氣體；出口開口(41)，充氣氣體可通過該出口開口流出第二腔室并流入氣囊；密封裝置(46)，其密封出口開口(41)，其中氣體發(fā)生器(1)構(gòu)造成使得在點(diǎn)火裝置激活之后，點(diǎn)火裝置(2)產(chǎn)生的氣體和/或熱點(diǎn)燃推進(jìn)劑(3，31)并在點(diǎn)火裝置(2)產(chǎn)生的氣體的直接或間接沖擊下產(chǎn)生壓力波(100)，其中壓力波(100)使密封裝置(46)破裂從而充氣氣體可從第二腔室(12)經(jīng)由出口開口(41)逸出。此外，本發(fā)明涉及一種對(duì)車輛乘員約束系統(tǒng)的氣囊充氣的方法。
文檔編號(hào)B60R21/272GK101970265SQ200980104079
公開日2011年2月9日 申請日期2009年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月11日
發(fā)明者矢野完侍, 高園勝美 申請人:高田-彼得里公開股份有限公司