尤其是用于車輛安全系統的氣體發生器、氣囊模塊、車輛安全系統和制造并且操作氣體發生器的方法與流程

本發明涉及一種尤其是用于車輛安全系統的氣體發生器，該氣體發生器包括燃燒室，該燃燒室包含煙火固體推進劑床。除此之外，本發明還涉及一種氣囊模塊。而且，本發明涉及一種車輛安全系統。本發明還涉及一種制造氣體發生器的方法。

背景技術：

在眾多尤其是管氣體發生器中形成有多個室，即，點火室和燃燒室。在點火室中通常提供有可燃混合物，也被稱為傳爆裝藥。另一方面，在燃料室中設置有煙火固體推進劑床。

從US2014/0230685A1得知一種包括點火室和燃燒室的管氣體發生器。所述兩個室通過兩個板形元件彼此隔開。板形元件連接到氣體發生器的管殼體。第一板形元件被按壓到在燃燒室中設置的推進劑床上。在該制造步驟期間，推進劑可能破碎。而且，在推進劑床中保留腔是可能的。第二板形元件預裝在管殼體中，并且在安裝點火器托架期間，第二板形元件連同可燃混合物一起朝固體推進劑床被推進。在安裝兩個板形元件之后，推進劑內的和/或可燃混合物內的沉降不再能夠被補償。

本發明的目的是陳述一種進一步發展的氣體發生器，其中可燃混合物中的以及固體推進劑中的沉降能夠被補償。另一方面，進一步發展的氣體發生器預期包括盡可能少且在重量方面減輕的單個部件。而且，將陳述進一步發展的氣囊模塊。目的進一步包含提供進一步發展的車輛安全系統。

技術實現要素：

根據本發明，該目的相對于被構造成尤其是用于車輛安全系統的氣體發生器而言通過根據權利要求1所述的主題來實現，相對于氣囊模塊而言通過根據權利要求9的主題來實現，相對于車輛安全系統而言通過根據權利要求10所述的主題來實現并且相對于制造氣體發生器的方法而言通過根據權利要求11所述的主題來實現。

在附屬權利要求中描述了根據本發明的氣體發生器的有利且有用的構型。

根據本發明的氣體發生器尤其是涉及一種用于車輛安全系統的氣體發生器。該氣體發生器包括至少一個燃燒室，該燃燒室包括煙火固體推進劑床。

根據本發明，除了固體推進劑床外，可燃混合物位于燃燒室中，其中填充元件被布置成在氣體發生器的閑置狀態下在可燃混合物與固體推進劑之間可移動。

在氣體發生器的燃燒室中設置有兩種煙火填料，即，可燃混合物和固體推進劑床。因為填充元件布置在可燃混合物和固體推進劑床之間，所以填充元件將可燃混合物和固體推進劑床彼此隔開。換言之，填充元件充當可燃混合物和固體推進劑床之間的隔離部件。

可燃混合物和/或固體推進劑床包括多個模制體。例如，可燃混合物和/或固體推進劑床由壓縮片和/或由有或沒有軸向導管的擠壓成型的構件和/或由顆粒劑形成。可燃混合物和固體推進劑床可以具有相同的或不同的化學組成。可燃混合物的模制體的大小和/或幾何結構以及固體推進劑床的模制體的大小和/或幾何結構可以被設計成相同或不同。

填充元件被布置成在可燃混合物和固體推進劑床之間可移動，因為填充元件不連接到氣體發生器的殼體，尤其是管殼體。雖然填充元件可以與尤其是管氣體發生器殼體的內部相鄰，但是在氣體發生器的閑置狀態下，在氣體發生器殼體和填充元件之間尤其不存在永久的、粘著的和/或剛性和/或非剛性連接。

優選地，氣體發生器的管外殼的內徑具有比填充元件的外徑更大的值，填充元件以間隙配合的方式被支撐在外殼內，使得填充元件被布置成尤其是沿著氣體發生器的縱向軸線滑動。與活塞缸系統類似的，填充元件采取大致圓柱形狀并且被支撐為在氣體發生器的管外殼內滑動。外殼和填充元件的直徑的前述調節總是確保，填充元件以某一間隙可移動地被支撐在外殼內且不會被阻塞或卡住。

填充元件優選布置在可燃混合物和固體推進劑床之間，使得在氣體發生器的閑置狀態下，填充元件將可燃混合物和固體推進劑床固定在它們的位置上。

在下文中，由術語可燃混合物理解傳爆裝藥的多個模制體。由術語固體推進劑床在下文中理解固體推進劑裝藥的多個模制體。不過，可燃混合物和固體推進劑床兩者都將被理解為煙火填料，其中，在氣體發生器的操作中，氣體發生器本身通過其燃燒來促成產生氣體，尤其是用于車輛安全系統的氣囊的充氣氣體。由于填充元件布置在可燃混合物和固體推進劑床之間，換言之，傳爆裝藥的多個模制體和固體推進劑的多個模制體因此被固定在它們相應的位置。

換言之，在氣體發生器的閑置狀態下，填充元件固定氣體發生器的兩種煙火填料。在任一煙火填料中的單獨的模制體的相對運動將被避免或至少受到很大的限制。這尤其防止非期望的搖動或咔噠噪音。

此外，填充元件補償兩種煙火填料的填充公差。

優選地，填充元件形成為有彈性的和/或可壓縮且可膨脹的。填充元件的這樣的構造使得填充元件能夠擠壓到可燃混合物和固體推進劑床兩者上。這使得可燃混合物和固體推進劑床被固定在適當的位置。

當制造根據本發明的氣體發生器時，優選地，在至少略被壓縮的狀態下將填充元件插入根據本發明的氣體發生器中。如果在煙火填料中形成腔體，則填充元件可以膨脹。煙火填料的填充物因此略被壓縮。具體地，隨著填充元件膨脹，可燃混合物和固體推進劑床被迫彼此分離。換言之，填充元件的彈性和/或可壓縮且可膨脹的構造可以補償在固體推進劑床中和/或在可燃混合物中的所謂的沉降。沉降可能例如通過當使用指定的氣體發生器時的振動(例如，通過煙火填料的各個模制體的最小運動)而發生，使得在煙火填料中形成小腔體。由于填充元件的彈性和/或可壓縮且可膨脹的構造，腔體被補償。

此外，如果在可燃混合物中和/或在固體推進劑床中積聚有壓力，則填充元件的可壓縮且可膨脹的構造使得可燃混合物和/或固體推進劑床也擠壓到填充元件上。

填充元件可以由幾個部分形成。可能的是，填充元件包括彈簧尤其是螺旋彈簧。彈簧的至少一個前端部分可以具有錐形繞圈。優選地，兩個前端部分都具有錐形繞圈。通過彈簧的前端部分理解面向可燃混合物和/或固體推進劑床的部分。彈簧的前端部分可以接觸可燃混合物或固體推進劑床。設置在彈簧的至少一個前端部分的錐形繞圈導致彈簧的這樣的成形，使得可燃混合物和/或固體推進劑床的各個模制體都不可以到達相應的其它煙火填料。因此，錐形繞圈履行至少一個前端部分上的模制體的約束功能。

在本發明的另一個實施例中，填充元件在彈簧的至少一個前端部分上包括尤其是呈多孔板和/或板柵格和/或拉網板柵的形式的末端元件，其中填充元件優選包括末端元件，所述末端元件緊緊地連接到兩個前端部分中的每一個前端部分上的彈簧。由于兩個前端部分都包括緊緊地連接到彈簧的末端元件，所述多部分子組件總體像在活塞缸系統中的一件式活塞那樣作用，活塞被安裝成相應地在氣缸(氣體發生器的外殼)中可移動或滑動。末端元件可以是盤形和/或板形元件。而且，可想象的是，末端元件是凹進或凸出地鼓起。呈多孔板和/或板柵和/或拉網板柵的形式的末端元件使得，在操作氣體發生器的情況下，氣體流經末端元件并且因此流經彈簧。點火器和可燃混合物的點燃的煙氣必須被允許流經填充元件，使得固體推進劑床能夠被點燃。

在根據本發明的氣體發生器的目前的情況下，裝有點火器混合物和固體推進劑床的整個空間能夠被理解為燃燒空間或燃燒室。可燃混合物位于燃燒室的形成在點火器和填充元件之間的第一段中。固體推進劑床位于燃燒室的第二段中，其中燃燒室的第二段例如形成在填充元件和燃燒室過濾器之間。在氣體發生器的操作情況下，在燃燒室的第一段中，產生點火器的和可燃混合物的點燃的煙氣，所述點燃的煙氣沿燃燒室的第二段的方向流經填充元件。氣流的方向因此沿燃燒室的第二段的方向、從點火器開始、經第一段延伸經過填充元件。

所述填充元件可以是氣體可以流經其的一體部件。可能的是，填充元件由泡沫材料(尤其是硅酮泡沫材料)制成，和/或作為注射成型件。換言之，一體填充元件必須被構造成多孔的和/或具有導管，使得氣體能夠優選地從燃燒室的第一段流經填充元件到燃燒室的第二段中。必須挑選孔大小和/或導管的直徑，使得一方面，氣體可滲透且氣體可以流經的部件相應地形成，并且另一方面，可燃混合物的模制體無法通過填充元件到燃燒室的第二段中。而且，固體推進劑床的模制體無法通過填充元件到達燃燒室的第一段中。

填充元件可以被布置成在氣體發生器的閑置狀態下沿著燃燒室的縱向軸線可移動。燃燒室的縱向軸線應理解為大致管氣體發生器殼體的縱向延伸。在氣體發生器的操作情況下，燃燒室的縱向軸線對應于氣體的流向。由于可燃混合物和固體推進劑床之間的填充元件的滑動布置，可燃混合物和/或固體推進劑床中的填料變化能夠得到補償。而且，可燃混合物和固體推進劑床易變地固定在它們的位置處。兩種煙火填料的填充公差或不同的填料數量分別憑借填充元件沿著縱向軸線的滑動布置被補償。

由于根據本發明的氣體發生器的設計包括可移動地布置的填充元件，所以可燃混合物的影響或相應地所謂的增壓影響能夠維持更長一段時間，使得固體推進劑床的模制體的大小能夠增加。

在如下事實中可以認識到另一個優點：可燃混合物的和/或固體推進劑床的填料數量是可變的。取決于應用領域并且相應地取決于將被設計的氣體發生器，在氣體發生器的制造過程中，可以為一種或者兩種煙火填料選擇不同的填料數量，這意味著增加的制造靈活性。

由于可移動地布置的填充元件，大大促進了制造以及相應地填充。不必形成任何放大的和/或預制的燃燒室和/或點火室。當制造根據本發明的氣體發生器時，在第一步中，燃燒室、尤其是以燃燒室濾網終止的燃燒室的第二段填充有固體推進劑床。隨后，填充元件被引入到燃燒室中并且被松弛地放置到固體推進劑床上。之后，將可燃混合物填充到燃燒室中，其中，可燃混合物在停留在填充元件上的同時被填充到燃燒室中。最終，將點燃單元插入到氣體發生器的外殼(其中，還可以提供預定的插入或擠壓力)并且隨后連接到氣體發生器殼體。在該步驟期間，燃燒室已經通過其填充有固體推進劑床、填充元件和可燃混合物的燃燒室的進口孔隙關閉。

而且，根據本發明的氣體發生器的重量以及大小與已知的氣體發生器相比減小。

在獨立的方面的范圍內，本發明基于陳述包括先前描述的氣體發生器的氣囊模塊的構思。根據本發明的氣囊模塊進一步包括可充氣的氣囊。

而且，在本發明的范圍內，公開了包括先前描述的氣體發生器和/或包括先前描述的氣囊模塊的車輛安全系統，尤其是駕駛員氣囊、乘客氣囊、側氣囊、膝部氣囊或窗口氣囊。

本發明的另一方面涉及提供制造根據本發明的車輛安全系統的氣體發生器的方法，該方法包括如下步驟：

為氣體發生器提供外殼，所述外殼呈細長管形狀并且在一端的區域中關閉并且在另一端處敞開；

然后，將第一煙火填料供給到外殼的敞開端中，所述第一煙火填料尤其是固體推進劑床，優選地呈推進劑片的形式；

此外，將填充元件插入到外殼的敞開端中，其中填充元件界定第一煙火填料與將被供給的另一個第二煙火填料的界限；

之后，將第二煙火填料、尤其是可燃混合物，供給至外殼的敞開端；

最終將包括點火器的端蓋插入到外殼的敞開端中，使得填充元件被壓縮。

通過這樣的制造方法將氣體發生器設置在其外殼中，在氣體發生器的閑置狀態下，填充元件能夠移動或可移動地被支撐在第一煙火系統和第二煙火系統之間，填充元件可類似于活塞缸系統中的活塞那樣移動。在這種情況下，填充元件可以補償并且相應地可以說自動地再調整填充公差和/或與填充元件相鄰的兩種煙火填料的沉降特性。

換言之，為彼此獨立地填充的兩種煙火填料提供自動調節系統。

具體地，這對于前述沉降特性而言有巨大益處。這意味著，例如，當將氣體發生器安裝在車輛中時，在多年的駕駛操作期間，氣體發生器中的煙火填料可能由于車輛上或車輛中的振動而沉降，并且因此在氣體發生器內占據略不同的空間。這樣的沉降特性然后通過在兩種煙火填料處的一個單個填充元件來補償。

優選地，先前描述的制造過程可以通過附加制造步驟(即，通過在插入端蓋時壓縮第一煙火填料和/或第二煙火填料的附加步驟)擴展。在這種情況下，例如，能夠減小煙火填料的前述沉降特性。

而且，當制造氣體發生器時能夠執行另一個方法步驟，即，在插入端蓋時填充元件的定位成離端蓋較近的前端部分比填充元件的定位成離端蓋較遠的前端部分經歷更大的位置位移的方法步驟。以這種方式，特定的機械偏壓可以應用于兩種煙火填料，使得其位置將最佳地被固定。

相對于氣囊模塊和/或車輛安全系統而言，產生與已經相對于根據本發明的氣體發生器陳述的優點類似的優點。

附圖說明

在下文中，將借助參照所附示意附圖的實施例詳細地解釋本發明，在附圖中：

圖1示出穿過側氣囊的氣體發生器的縱截面圖；并且

圖2示出穿過膝部氣囊的氣體發生器的縱截面圖。

具體實施方式

在圖1中，示出呈細長管氣體發生器的形式的氣體發生器10。外殼11具有為直徑的四倍以上、尤其是八倍以上的全長。在氣體發生器10的示出的左端上布置有包括點火器12的端蓋18。端蓋18可以由不同的材料(例如，由諸如鋁或鋼的金屬)制成，或者由可注塑的塑性材料制成以便通過塑料注塑將點火器12安裝到外殼11。在目前的情況下，端蓋18由鋼形成并且沿著其徑向圓周、通過從外部經過外殼11施加的激光焊接緊緊地焊接到外殼11。端蓋18連同所包含的點火器12可以構成預制造子組件。另外，點火器12可以是預制的自包含單元，其中點火器12其自身可以包括多層或多份不同的煙火，尤其關于化學成分和/或幾何結構或粒度。細長燃燒室20與點火器12相鄰。在燃燒室20中，設置有煙火固體推進劑床21以及可燃混合物25。固體推進劑床21和可燃混合物25兩者僅示意性地示出并且包括相應的煙火填料。固體推進劑床21通過填充單獨的推進劑片22構成。可燃混合物25同樣地通過填充單獨的煙火模制體26構成。推進劑片22或煙火模制體26的幾何形狀也可以是圓柱狀的、顆粒狀的或環形的。在單獨的推進劑片22之間或相應地在煙火模制體26之間所示的間隙僅示意性地同等地示出并且大小不是以實際氣體發生器10的方式，但是通常小于煙火填料的單獨的元件的尺寸。

可燃混合物25布置在燃燒室20的第一段13中。另一方面，固體推進劑床21位于燃燒室20的第二段14中。燃燒室20的第一段13從點火器12到達填充元件30。燃燒室20的第二段14應理解為燃燒室20的形成在填充元件30和燃燒室過濾器16之間的后續段。

填充元件30布置成在可燃混合物25和固體推進劑床21之間可移動。填充元件30不緊緊地連接到外殼11的內側15。可能的是，填充元件30接觸外殼11的內側15的至少部分。然而，填充元件不固定到外殼11的內側15。

在圖1中，根據本發明的氣體發生器10被示出處于閑置狀態下，即，處于非激活狀態下。因此，點火器12相應地不被觸發或點燃。在氣體發生器10的閑置狀態下，填充元件30布置在可燃混合物25和固體推進劑床21之間，使得填充元件30將可燃混合物25和固體推進劑床21固定在它們相應的位置。單獨的推進劑片22和/或單獨的煙火模制體26的相對運動在填充元件30的輔助下被阻止或被最小化。填充元件補償兩種煙火填料(即，可燃混合物25和固體推進劑床21兩者)的填充公差。

在氣體發生器10的激活狀態(未示出)下，點火器12被觸發或已經被觸發并且因此可燃混合物25被點燃或已經被點燃，因此導致點燃的煙氣從燃燒室20的第一段13沿燃燒室的第二段14的方向流經填充元件30，這使得固體推進劑床21的推進劑片22被點燃。隨后，在燃燒室中產生的氣體沿燃燒室過濾器16的方向流動。通過術語點燃的煙氣或氣體，相應地，在這種情況下，理解熱顆粒的特定共用除熱氣以外。在氣體發生器10的圖示的閑置狀態下，填充元件被布置成沿著氣體發生器10的縱向軸線L滑動。氣體的流向大致對應于氣體發生器10的縱向軸線的延伸。

圖1中的填充元件30是彈性的并且包括幾個部件。在示出的示例中，填充元件包括彈簧31。彈簧31呈螺旋彈簧的形狀并且包括兩個前端部分32和32’。第一前端部分32指向燃燒室20的第一段13的方向，并且相應地，指向點火器的方向，并且相應地，指向可燃混合物25的方向。相對的第二前端部分32’指向燃燒室20的第二段14，并且相應地，指向固體推進劑床21的方向，并且相應地，指向燃燒室過濾器16的方向。

填充元件30在彈簧31的兩個前端部分32、32’上、尤其是以多孔板和/或板柵和/或拉網板柵的形式包括封閉元件33。所示的封閉元件33是盤形的并且包括孔隙，使得在操作氣體發生器10的情況下，氣體可以流經填充元件30。也可能的是，封閉元件33具有彎曲的形狀。而且，封閉元件33具有屏蔽功能。可燃混合物25的煙火模制體26無法通過填充元件30到燃燒室20的第二段14中。固體推進劑床21的推進劑片22不能夠通過填充元件30到達燃燒室20的第一段13中。

填充元件30是彈性的，且彈簧力作用在兩個方向(即，方向F1和F2)上。以這種方式，可燃混合物25和固體推進劑床21被固定在它們相應的位置處。在操作的情形中，點火器12和可燃混合物25的點燃的煙氣可以流經填充元件30。產生的點燃的煙氣因此沿方向F1流入到燃燒室20的第二段14中并且因此流向固體推進劑床21的方向。

在圖2中，用于膝部氣囊的氣體發生器10以縱截面示出。在圖2中，相等的附圖標記用于圖1的相等的且同等作用的部分對應的部件。

與圖1相比，在圖2中，示出一體填充元件30’。該填充元件30’也被布置成可在點火器混合物25和固體推進劑床21之間移動。一體填充元件30’呈氣體可以流經其的部件的形式。一體填充元件30’由泡沫材料(尤其是硅酮泡沫體材料)形成，和/或作為注射成型件。優選地，一體填充元件30’由這樣的材料制成：其作用類似于彈簧并且相應地被構造成可壓縮且可膨脹的。

類似于圖1的彈簧31，一體填充元件30’促使兩個力作用在方向F1和F2上，使得在氣體發生器10的閑置狀態下，可燃混合物25和固體推進劑床21被固定在它們相應的位置中。一體填充元件30’也不連接到氣體發生器10的外殼11。然而，在外殼11的內側15和填充元件30’之間所示的間隙將僅被理解為示意表征。事實上，填充元件30’可以與外殼11的內側15的至少部分相鄰，其中，在氣體發生器10的閑置狀態下，必須總是確保填充元件30’沿著氣體發生器10的縱向軸線L滑動。

當填充元件30’不連接到氣體發生器10并且相應地不固定到外殼11的內側15時，它可能容易壓縮和膨脹。一方面，填充元件30’和外殼11的內側15之間的距離必須保持很小，以使得沒有推進劑片22進入燃燒室20的第一段13并且沒有煙火模制體26進入燃燒室20的第二段14中。

另一方面，填充元件30’將被支撐為在管外殼11中平穩行進或滑動，類似于間隙配合，使得當填充元件30’沿著氣體發生器的縱向軸線L移位時，填充元件30’不被阻塞或卡住。因此，氣體發生器10的外殼11的內徑Di具有比填充元件30’的外徑Da大的值。在圖2中，外殼11的內徑Di由具有兩個尖端的箭頭描繪。填充元件30’的外徑Da以同樣的方式被標記，其中，在這種情況下，軸向延伸的延長輔助線沿著填充元件30’的外周表面進一步插入以便明確地標記外徑Da的箭頭的兩個終點。

而且，形成在一個部分中的填充元件30’是多孔的和/或包括貫通通道，使得點火器12的以及可燃混合物25的點燃的煙氣從燃燒室20的第一段13經過填充元件30’到第二段14中并且因此到固體推進劑床21的區域中。由于多孔和/或穿插有導管的填充元件30’的設計，點燃的煙氣在第一前端部分32處進入填充元件30’并且到達第二前端部32’。燃燒室20的第二段14在填充元件30’的第二前端部32’處開始，使得點燃的煙氣進入燃燒室20的從第二前端部32’開始的第二段14，使得固體推進劑床21能夠被點燃。

形成的氣體通過燃燒室濾網16離開燃燒室20。可能的是，所產生的氣體在離開燃燒室濾網16之后流經過濾器組17。三個過濾器組17在圖2中僅通過舉例示出。

附圖標記清單

10 氣體發生器

11 外殼

12 點火器

13 燃燒室的第一段

14 燃燒室的第二段

15 外殼的內側

16 燃燒室過濾器

17 過濾器組

18 端蓋

20 燃燒室

21 固體推進劑床，第一煙火填料

22 推進劑片

25 可燃混合物，第二煙火填料

26 煙火模制體

30,30’ 填充元件

31 彈簧

32,32’ 前端部

33 封閉元件

L 縱向軸線

F1,F2 力的方向

Di 外殼的內徑

Da 填充元件的外徑