ГАЗОГЕНЕРАТОР ДЛЯ НАПОЛНЕНИЯ ПОДУШКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА, ЗАНИМАЮЩЕГО МЕСТО В ТРАНСПОРТНОМ СРЕДСТВЕ, И СПОСОБ НАПОЛНЕНИЯ ПОДУШКИ БЕЗОПАСНОСТИ Российский патент 2012 года по МПК B60R21/272 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к газогенератору для наполнения подушки безопасности предохранительной системы для человека, занимающего место в транспортном средстве, в соответствии с п.1 формулы изобретения, и к способу наполнения газом подушки безопасности предохранительной системы для человека, занимающего место в транспортном средстве, в соответствии с п.27 формулы изобретения.

Краткое описание изобретения

В уровне техники известно устройство гибридных газогенераторов, которые содержат источник находящегося под давлением газа для наполнения («холодного газа») в комбинации с источником дымового газа, возникающего при горении горючего вещества.

Задача, которую решает настоящее изобретение, состоит в создании газогенератора, который производит достаточное количество газа, но при этом в наиболее возможной степени сокращает риск повреждения подушки безопасности при наполнении.

Эта задача решается с помощью газогенератора, обладающего признаками в соответствии с п.1 формулы изобретения, и способа, содержащего признаки в соответствии с п.27 формулы изобретения. Различные воплощения изобретения раскрываются в зависимых пунктах формулы изобретения.

Соответственно этому газогенератор для наполнения подушки безопасности предохранительной системы для человека, занимающего место в транспортном средстве, содержит:

- средство воспламенения для получения газа и/или тепла при активации управляющим сигналом, подающимся из транспортного средства;

- первую камеру, содержащую горючее вещество, воспламеняющееся газом и/или при нагреве, создающимися средством воспламенения;

- вторую камеру, содержащую наполнительный газ под давлением;

- выходное отверстие, через которое наполнительный газ может протекать из второй камеры в подушку безопасности;

- уплотнительное средство для герметизации выходного отверстия, причем

- газогенератор выполняется таким, что после активации средства воспламенения газ и/или тепло, полученные средством воспламенения, воспламеняют горючее вещество, и при этом создается волна давления в газе, находящемся под давлением, при прямом или косвенном воздействии газа, производящегося средством воспламенения, при этом волна давления разрушает уплотнительное средство, и наполнительный газ может выходить из второй камеры через выходное отверстие.

Волна давления во второй камере может создаваться, например, при использовании дополнительного уплотняющего средства (например, разрывного диска), которое уплотняет объем средства воспламенения, причем уплотняющее средство разрушается, если давление в объеме превышает определенный уровень. Таким образом, разрушение дополнительного уплотняющего средства (т.е. вызванное, в частности, различием в давлении в объеме и во второй камере) приводит к значительному воздействию на хранящийся под давлением наполнительный газ из-за различия давления в объеме и во второй камере в связи с внезапным потоком газа из объема во вторую камеру, при этом в наполнительном газе вызывается волна давления.

Например, объем предварительно заполняется воздухом или другим газом, в частности негорючим газом, таким как азот или гелий. Средство воспламенения может выполняться таким, что дополнительное уплотнительное средство разрушается под воздействием волны давления, создаваемой в газе, находящемся в емкости, до активации средства воспламенения газом и/или теплом, выделяющимися средством воспламенения в емкость.

Однако возможно также получать волну давления в находящемся под давлением наполнительном газе непосредственным термическим и/или механическим действием газа, производящегося средством воспламенения, т.е. при резком втекании газа, полученного с помощью средства воспламенения, во вторую камеру.

Кроме того, воспламенение горючего вещества не обязательно должно осуществляться непосредственно газом, производящимся средством воспламенения, но может также возникать благодаря теплу, передаваемому горючему веществу (в частности, за счет конвекции или теплопроводности). Например, средство воспламенения может представлять собой обычный воспламенитель, использующийся в известных газогенераторах для воспламенения горючего вещества. Кроме того, возможен вариант, при котором средство воспламенения формирует (твердые) частицы, которые поддерживают воздействие газа, высвобожденного средством воспламенения, когда оно активируется.

В соответствии с одним из примеров изобретения наполнительный газ хранится во второй камере под давлением приблизительно 60 МПа, причем могут использоваться различные наполнительные газы, например инертные газы (такие как аргон) или газы, которые реагируют с дымовыми газами, возникающими при сгорании горючего вещества. Может использоваться твердое горючее вещество, в частности, в форме множества таблеток или колец.

Кроме того, газогенератор может выполняться таким, что наполнительный газ, не смешанный с газом, возникающим при сгорании горючего вещества, выходит из второй камеры через выходное отверстие (после разрушения уплотнительного средства) до того, как смесь наполнительного газа и дымового газа, возникающего при сгорании горючего вещества, достигает второй камеры.

Таким образом, в связи с тем, что подушка безопасности наполняется сначала наполнительным (холодным) газом, она оказывается уже частично наполненной, когда (горячая) смесь наполнительного газа и дымового газа начинает поступать в подушку безопасности. Поэтому слои подушки безопасности, которые в противном случае могли бы повреждаться горячей смесью газов, удаляются от газогенератора в процессе первой стадии наполнения, при этом снижается термическое воздействие смеси газов на слои подушки безопасности.

В одном из примеров уплотнительные средства разрушаются волной давления, вызываемой в наполнительном газе приблизительно через 1,5 мс после активации средства воспламенения. Затем смесь газов, содержащая наполнительный газ и дымовой газ, поступает в подушку безопасности только приблизительно через 6 мс после активации средства воспламенения. Таким образом, в соответствии с данным примером подушка безопасности наполняется холодным наполнительным газом в течение первых 6 мс, при этом подушка безопасности раскрывается до определенной степени прежде, чем горячая газовая смесь начинает поступать в подушку безопасности.

Кроме того, в связи с тем, что уплотнительные средства разрушаются под действием волны давления, а не дымовым газом, который возникает при сгорании горючего вещества, задержка по времени между началом наполнения подушки безопасности несмешанным находящимся под давлением наполнительным газом и тем моментом, когда газовая смесь начинает поступать в подушку безопасности, может регулироваться конфигурацией прохода для потока между средством воспламенения и горючим веществом. Далее приводятся примеры различных конфигураций этих проходов для потока.

Уплотнительные средства, использующиеся для укупоривания выходного отверстия, могут представлять собой разрывную пластину (в частности, разрывной диск), которая устанавливается на выходном отверстии так, что проход через это отверстие первоначально блокирован.

В соответствии с другим примером настоящего изобретения газогенератор имеет такую конфигурацию, при которой уплотнительное средство разрушается, и наполнительный газ выходит из выходного отверстия прежде, чем дымовой газ, возникающий при горении горючего вещества, входит во вторую камеру. Таким образом, находящийся под давлением наполнительный газ частично выходит из второй камеры до того, как дымовой газ начинает входить во вторую камеру и смешиваться с (остающимся) наполнительным газом.

Кроме того, газогенератор может содержать проход, по которому газ и/или тепло, производящиеся средством воспламенения, могут протекать от средства воспламенения во вторую камеру.

В соответствии с другим воплощением изобретения проход для газа и/или тепла, производящихся средством воспламенения, располагается на первой стороне второй камеры, а выходное отверстие второй камеры располагается на второй стороне второй камеры, противоположной первой стороне. Например, вторая камера проходит в продольном направлении и представляет собой пустотелую емкость, в частности цилиндр (контейнер). В случае пустотелой цилиндрической части проход и выходное отверстие находятся на концах этой части, которые располагаются противоположно друг другу вдоль продольной оси пустотелой части.

Кроме того, газогенератор может содержать, по меньшей мере, одно входное отверстие, через которое дымовой газ, который возникает при сгорании горючего вещества, может проходить из первой во вторую камеру. Например, входное отверстие выполняется между первой камерой и упомянутым выше проходом между средством воспламенения и второй камерой, при этом дымовой газ может проходить через входное отверстие и проход во вторую камеру. В дополнение к этому или в альтернативном варианте входное отверстие может выполняться между первой и второй камерами, при этом дымовой газ может протекать непосредственно из первой во вторую камеру без необходимости протекать через проход для газа.

Кроме того, также первая камера может формироваться пустотелой продольной цилиндрической частью, в которой помещается средство воспламенения, т.е. первая камера располагается вокруг средства воспламенения. Таким образом, первая и вторая камеры могут формироваться первой и второй полыми частями соответственно, причем, в частности, конец первой полой части соединяется с концом второй полой части.

Например, первая и вторая полые части соединяются друг с другом пригонкой, например обжатием первой и второй частей вместе. Кроме того, первая и вторая пустотелые части могут соединяться друг с другом, например, сваркой. В другом примере первая и вторая пустотелые части могут формироваться как единое целое, т.е. как единая пустотелая часть, в частности, в форме трубки, при этом устанавливается разделитель для формирования первой и второй камеры внутри пустотелой части.

В соответствии с другим воплощением изобретения газогенератор содержит пустотелый элемент (например, в форме пустотелого цилиндрического фиксатора), формирующего часть прохода между средством воспламенения и второй камерой для направления газа и/или тепла, создающегося при активации средства воспламенения, во вторую камеру. Например, пустотелый элемент в форме трубки располагается аксиально по отношению к средству воспламенения и второй камере, причем газ преимущественно выходит из средства воспламенения вдоль продольной оси пустотелого элемента.

Кроме того, один конец пустотелого элемента может соединяться со средством воспламенения, при этом противоположный конец проходит ко второй камере таким образом, что газ направляется через пустотелый элемент во вторую камеру в направлении вдоль продольной оси. В частности, пустотелый элемент устанавливается таким образом, что он окружается первой камерой и задает внутреннюю стенку первой камеры. Например, первая камера располагается коаксиально по отношению к пустотелому элементу.

При цилиндрической конфигурации первой и второй пустотелых частей упомянутый выше проход (формирующийся пустотелым элементом, по меньшей мере, частично между средством воспламенения и второй камерой) и выходное отверстие газогенератора могут располагаться по одной линии вдоль центральной оси первой и второй пустотелых частей. Более того, первая камера может располагаться кольцеобразно вокруг средства воспламенения по продольной оси первой и второй пустотелых частей.

Кроме того, по меньшей мере, одно входное отверстие может выполняться на поверхности пустотелого элемента, при этом газ, возникающий при активации средства воспламенения, может достигать горючее вещество, расположенное в первой камере, через эти отверстия. В одном из вариантов выполняется несколько отверстий, расположенных радиально вдоль окружности пустотелого элемента. Дымовой газ, который возникает при сгорании горючего вещества, может также выходить из первой камеры через входные отверстия. Выбирая количество и расположение входных отверстий, можно регулировать скорость потока дымового газа, который поступает во вторую камеру.

В другом воплощении входные отверстия на поверхности пустотелого элемента могут быть единственными отверстиями, через которые выделяющийся дымовой газ может протекать во вторую камеру, т.е. дымовой газ, который возникает при воспламенении горючего вещества, должен возвращаться через входные отверстия в поверхности пустотелого элемента и через пустотелый элемент поступать во вторую камеру. Таким образом, не существует прямого прохода между первой и второй камерами.

В соответствии с другим воплощением изобретения первая и вторая камеры разделяются уплотнительным элементом, который содержит отверстие, являющееся частью упомянутого выше прохода, через который газ может протекать от средства воспламенения во вторую камеру. Например, если первая и вторая камеры формируются пустотелым цилиндрическим фиксатором, уплотнительный элемент имеет форму кольца, окружающего проход.

Уплотнительный элемент может также содержать, по меньшей мере, одно дополнительное отверстие, через которое газ, возникший при активации средства воспламенения и вошедший во вторую камеру, может выходить из второй камеры в первую камеру для воспламенения горючего вещества. Таким образом, не существует других отверстий или проходов, через которые газ мог бы достигать горючее вещество в первой камере, при этом газ должен сначала проходить во вторую камеру, прежде чем он может войти в первую камеру. Этот вариант обеспечивает более длительную задержку между началом выхода наполнительного газа (после разрушения уплотнительного элемента) и поступлением дымового газа у выходного отверстия газогенератора.

Изобретение относится также к модулю подушки безопасности, содержащему подушку безопасности и газогенератор для наполнения подушки безопасности в соответствии с воплощениями, описывающимися выше. В частности, модуль подушки безопасности выполняется таким, что на первой фазе подушка безопасности наполняется находящимся под давлением наполнительным газом, который не смешивается с газом, выделяющимся при сгорании горючего вещества, а на последующей второй фазе подушка безопасности наполняется смесью находящегося под давлением наполнительного газа и газа, выделяющегося при сгорании горючего вещества.

Кроме того, изобретение также относится к способу наполнения подушки безопасности предохранительной системы для человека, занимающего место в транспортном средстве, содержащему следующие этапы:

- получение газогенератора, имеющего первую камеру, содержащую горючее вещество, и вторую камеру, содержащую находящийся под давлением наполнительный газ, причем вторая камера дополнительно содержит выходное отверстие, изначально укупоренное уплотнительным средством, через которое находящийся под давлением газ может проходить в подушку безопасности, когда оно открывается;

- создание волны давления в находящемся под давлением наполнительном газе, при этом уплотнительное средство разрушается под действием волны давления, и наполнительный газ поступает в подушку безопасности; и

- воспламенение горючего вещества и направление газа, который возникает при сгорании горючего вещества после воспламенения, во вторую камеру.

Краткое описание фигур

Далее воплощения изобретения описываются со ссылками на фигуры:

Фиг.1 иллюстрирует газогенератор в соответствии с первым воплощением настоящего изобретения;

Фиг.2A-2D иллюстрирует принцип действия газогенератора в соответствии с изобретением;

Фиг.3А, 2В иллюстрирует варианты газогенератора по Фигуре 1;

Фиг.4А, 4В иллюстрирует дополнительные варианты газогенератора по Фигуре 1;

Фиг.5А, 5В иллюстрирует зависимость времени от давления в тестовом объеме, который заполняется газом, получающимся различными газогенераторами в соответствии с двумя различными воплощениями изобретения;

Фиг.6 иллюстрирует зависимость времени от внутреннего давления во второй камере газогенератора в соответствии с изобретением; и

Фиг.7А-7С иллюстрирует два различных газогенератора в соответствии с дополнительными воплощениями изобретения.

Подробное описание изобретения

На Фигуре 1 показан вид в разрезе газогенератора 1 в соответствии с первым воплощением изобретения. Газогенератор содержит средство воспламенения в форме пиротехнического воспламенителя 2, который может активироваться электрическим сигналом предохранительной системы для человека, занимающего место в транспортном средстве. Для соединения с блоком управления предохранительной системы воспламенитель содержит электрический интерфейс 21.

Газогенератор 1 содержит также первую камеру 11, располагающуюся кольцеобразно вокруг воспламенителя 2, при этом множество таблеток 3 горючего вещества находится в первой камере. К первой камере 11 примыкает вторая камера 12, в которой находится под давлением наполнительный газ. Первая и вторая камеры 11, 12 формируются первой и второй пустотелыми цилиндрическими частями 111 и 121 соответственно, которые соединены друг с другом складкой или сварным швом 13.

Газогенератор 1 содержит также выходное отверстие 41, через которое, по меньшей мере, некоторое количество наполнительного газа, хранящегося во второй камере, может вытекать из газогенератора в подушку безопасности (не показана). Выходное отверстие 41 формируется в выходной части 4 газогенератора, которая расположена на одном конце второй пустотелой части 121, причем первоначально выходное отверстие 41 закрыто уплотнительным средством в форме разрывного диска 46.

Кроме того, выходной участок 44 выходной части 4 содержит газовые каналы 45, соединяющиеся с выходным отверстием 41, при этом газ, выходящий из второй камеры 12 через выходное отверстие 41, проходит в подушку безопасности по каналам 45. Выходная часть 4 содержит также фильтр 43, устанавливающийся внутри второй камеры и предназначенный для фильтрации газа во второй камере перед тем, как он выходит из второй камеры через выходное отверстие 41.

Кроме того, газогенератор 1 содержит пустотелый элемент 15, который формирует часть прохода 153, по которому газ и/или тепло, генерирующиеся воспламенителем 2, могут проходить от воспламенителя во вторую камеру. Более конкретно, воспламенитель 2 устанавливается внутри держателя 22, который соединен с одним концом первой пустотелой части 111. Держатель 22 содержит пустотелую цилиндрическую часть 221, к которой крепится один конец пустотелого элемента 15, при этом пустотелая цилиндрическая часть 221 и пустотелый элемент 15 совместно задают внутреннюю стенку первой камеры 11.

Другой конец пустотелого элемента 15 входит в центральное отверстие 51 углового уплотнительного элемента 5, расположенного между первой и второй камерами 11, 12. Отверстие 51 вместе с пустотелым элементом 15 формируют проход 153, по которому газ может поступать через воспламенитель 2 во вторую камеру 12. Проход 153 первоначально блокируется уплотнительным элементом в форме разрывного диска 152, который фиксируется, например, на пустотелой цилиндрической части 221 держателя 22 воспламенителя и располагается между воспламенителем 2 и пустотелым элементом 15.

Кроме того, воспламенитель 2 содержит емкость в форме пустотелой цилиндрической части 222, располагающейся рядом с разрывным диском 152. При активации воспламенителя 2 пустотелая цилиндрическая часть 222 наполняется газом, создающимся воспламенителем. Если давление в пустотелой цилиндрической части 222 превышает максимальное значение, которое зависит от конфигурации разрывного диска 152, разрывной диск 152 разрушается. В результате этого возникает волна давления в наполнительном газе, находящемся во второй камере 12. Волна давления, в частности, возникает благодаря тому, что после разрушения разрывного диска 152 газ, накопившийся в пустотелой цилиндрической части 222, стремительно входит во вторую камеру 12. Принцип работы газогенератора в соответствии с изобретением детально иллюстрируется Фигурами 2A-2D.

Кроме того, множество входных отверстий 151 выполняется радиально на поверхности пустотелого элемент 15, через эти отверстия газ от воспламенителя 2 может протекать в первую камеру 11 для воспламенения горючего вещества 3. Дымовой газ, возникающий при сгорании горючего вещества 3, может также протекать во вторую камеру 12 через отверстия 151 и проход 153.

В соответствии с Фигурой 2А воспламенитель 2 активируется при получении сигнала из блока управления предохранительной системы для человека, занимающего место в транспортном средстве. После активации воспламенитель 2 выделяет горячий газ, который входит в пустотелую цилиндрическую заполняемую емкость 222. Под действием давления газа в цилиндрической части 222 установленный в проходе разрывной диск 152 разрушается, если давление внутри емкости превышает определенное максимальное значение. После разрушения разрывного диска 152 газ 60, аккумулировавшийся в пустотелой цилиндрической части 222, стремительно выходит из нее во вторую камеру 12 через проход 153, формирующийся пустотелым элементом 15 и отверстием 51.

Под действием разрушения разрывного диска 152 и стремительного входа газа 60 возникает волна давления в находящемся под давлением наполнительном газе, сохраняющемся во второй камере 12. Волна давления показана на Фигуре 2В в виде волновых фронтов 100, распространяющихся в наполнительном газе, располагающемся во второй камере 12 от первого конца (обращенного к воспламенителю 2) второй камеры к ее второму концу, включающему выходное отверстие 41.

Далее, под воздействием волны 100 давления разрушается разрывной диск 46, укупоривающий выходное отверстие 41, при этом выходное отверстие 41 открывается, и находящийся под давлением наполнительный газ может выходить их газогенератора через выходное отверстие 41 и соединяющийся с ним распределительный канал 45.

В связи с тем, что газ и/или тепло, генерирующиеся средством воспламенения, не только входят во вторую камеру, но также проходят в первую камеру 11 через радиальные отверстия 151 пустотелого элемента 15 (как показывается стрелками А на Фиг.2В), горючее вещество 3 воспламеняется после активации воспламенителя 2, как иллюстрируется на Фигуре 2С. После возгорания таблеток 3 горючего вещества дымовой газ, возникающий при сгорании горючего вещества, проходит назад в проход 153, и затем через проход 153 во вторую камеру (как указывается стрелкой С на Фигуре 2D). Таким образом, горячий дымовой газ (см. Фиг.2D - левая более темная часть "облака" в камере 12) смешивается с холодным находящимся под давлением наполнительным газом (правая более светлая часть облака), который еще не успел выйти из второй камеры.

В связи с тем, что только уплотнительный элемент 46, закрывающий выходное отверстие 41, разрушается под действием волны давления, пробегающей по находящемуся под давлением наполнительному газу, а не при прямом давлении газа или воздействии дымового газа, возникающего при сгорании горючего вещества, на начальной фазе наполнения "чистый" (т.е. относительно холодный) находящийся под давлением наполнительный газ выходит из второй камеры до того, как смесь наполнительного газа и дымового газа достигает выходного отверстия 41 и поступает в подушку безопасности. Таким образом, подушка безопасности на первой фазе наполняется холодным наполнительным газом, и только на второй фазе - горячей газовой смесью. Работа газогенератора в соответствии с изобретением по наполнению подушки безопасности поясняется далее со ссылками на Фигуры 5А, 5В и 6.

Возможный вариант газогенератора, рассматривавшийся со ссылками на Фигуры 1 и 2A-2D, показан на Фигурах 3А и 3В, причем на Фигуре 3А показывается вид в разрезе газогенератора 1 по Фигуре 1 в области первой камеры 11. Первый рисунок Фигуры 3В представляет вид в разрезе по линии А-А, показанной на Фигуре 3А, на котором показывается, что пустотелый элемент 15 содержит множество входных отверстий 151, выполненных на его поверхности, причем входные отверстия 151 располагаются на постоянном расстоянии.

На Фигуре 3В показаны также два варианта (расположенные ниже рисунки на Фиг.3В) пустотелого элемента 15, причем пустотелый элемент 15 в соответствии с нижним левым рисунком содержит три входных отверстия, расположенных в одной половине пустотелого элемента 15, в то время как в варианте пустотелого элемента 15 в соответствии с нижним правым рисунком содержится только единственное входное отверстие 151. При уменьшении числа входных отверстий 151 в поверхности пустотелого элемента 15 приток газа и/или тепла от воспламенителя 2 в первую камеру 11 и скорость потока дымового газа из первой камеры 11 во вторую камеру 12 через проход 153 может сокращаться. В результате повышение давления на выходном отверстии (не показано на Фиг.3А) газогенератора, когда смесь находящегося под давлением наполнительного газа и дымового газа приходит к выходному отверстию, снижается. Более точно, крутизна кривой давление-время уменьшается, как показывается, например, на Фиг.5А.

Фигуры 4А и 4В относятся к другому варианту газогенератора, показанного на Фигуре 1, при этом левый рисунок Фигуры 4А представляет вид в разрезе по линии А-А уплотнительного элемента 5. Уплотнительный элемент 5 имеет кольцеобразную форму с центральным отверстием 51. В соответствии с Фигурой 4А уплотнительный элемент 5 выполнен сплошным и не имеет каких-либо иных отверстий за исключением центрального отверстия 51, при этом уплотнительный элемент 5 предотвращает прямое прохождение газа между первой и второй камерами 11, 12.

На фигуре 4В показан вариант исполнения по Фигуре 4А, в котором уплотнительный элемент 5 содержит множество находящихся на равных расстояниях дополнительных отверстий 52. Отверстия 52 позволяют, с одной стороны, газу и/или теплу, выпускаемым воспламенителем 2, достигать горючее вещество, располагающееся в первой камере, через вторую камеру, а с другой стороны, дают возможность дымовому газу, получающемуся в первой камере, непосредственно протекать из первой во вторую камеру без необходимости протекать через проход 153, формирующийся пустотелым элементом 15 и центральным отверстием 51.

Кроме того, как показано на Фигуре 4В, пустотелый элемент может формироваться без отверстий в его поверхности, при этом дымовой газ, который возникает при сгорании горючего вещества, может достигать второй камеры только через отверстия 52 уплотнительного элемента 5. Однако возможно также, что в дополнение к отверстиям 52 может выполняться, по меньшей мере, одно отверстие в поверхности пустотелого элемента 15.

В соответствии с примером на Фигуре 4В газ и/или тепло, поступающие от воспламенителя 2, не могут проходить непосредственно в первую камеру, а должны протекать через проход 153 во вторую камеру прежде чем смогут войти в первую камеру через отверстия 52 уплотнительного элемента. Таким образом, задержка между удалением разрывного диска, первоначально укупоривающего выходное отверстие (т.е. начала выхода газа), и созданием дымового газа в первой камере увеличивается, причем эта задержка может регулироваться изменением числа и/или положения отверстий 52 уплотнительного элемента и/или входных отверстий 151 пустотелого элемента.

Характеристики наполнения вариантов газогенератора по Фиг.4А и 4В соответственно приводятся на Фигурах 5А и 5В. На этих фигурах показывается зависимость во времени давления в испытательной емкости (представляющей собой подушку безопасности, которая наполняется), которая наполняется с помощью газогенератора по Фиг.4А и 4В соответственно.

Кривая CG, показанная на Фигуре 5А, иллюстрирует поведение известного газогенератора холодного газа и приводится для сравнения. Применяя известный газогенератор, получают увеличение давления в испытательной емкости, пока не будет достигнут постоянный уровень. Давление, получаемое с помощью газогенератора в соответствии с настоящим изобретением (кривая IN), первоначально совпадает с кривой CG, представляющей известный газогенератор. Однако когда дымовой газ начинает втекать во вторую камеру (через приблизительно 6 мс после активации воспламенителя), выход газа из газогенератора увеличивается, при этом давление в испытательной емкости превышает давление, получаемое с помощью обычного газогенератора. Это происходит по той причине, что, с одной стороны, благодаря температуре дымового газа ускоряется расширение находящегося под давлением наполнительного газа, а с другой стороны, дымовой газ представляет собой дополнительный объем газа, втекающего в испытательную емкость.

Как показывается на Фигуре 5В, зависимость давления в испытательной емкости от времени изменяется при модификации прохода 153 между воспламенителем и второй камерой (входные отверстия в пустотелом элементе 15 отсутствуют) и уплотнительным кольцом 5 в соответствии с Фиг.4В. В частности, появление смеси дымового газа и находящегося под давлением наполнительного газа на выходном отверстии задерживается так, что давление в испытательной емкости начинает превышать давление, создаваемое известным газогенератором, только после около 25 мс со времени активации воспламенителя (по сравнению с 6 мс на Фигуре 5А, которая относится к конструкции газогенератора по Фигуре 4А). Эта задержка может регулироваться, например, изменением числа отверстий 52 в уплотнительном элементе 5 и/или изменением числа входных отверстий 151, выполняющихся в пустотелом элементе 15. Более длительная задержка может быть полезной, если подушка безопасности имеет длинный участок для потока, при этом подушка безопасности расправляется в достаточной степени прежде чем горячая газовая смесь входит в подушку безопасности. Например, отражательные подушки безопасности могут требовать более длительной задержки, чем другие боковые подушки безопасности.

На Фигуре 6 показана зависимость во времени внутреннего давления (кривая "IN") во второй камере 12 газогенератора в соответствии с настоящим изобретением по сравнению с внутренним давлением (кривая "CG") в камере хранения находящегося под давлением газа в известном газогенераторе холодного газа. Обращаясь к кривой CG, можно видеть, что после активации воспламенителя и когда внутреннее давление в наполняемой емкости воспламенителя превышает определенное значение, разрывной диск в проходе разрушается, при этом газ мгновенно расширяется и поступает во вторую камеру, вызывая волну давления, которая разрушает разрывной диск, закрывающий выходное отверстие второй камеры (приблизительно 1,4 мс после активации воспламенителя).

После разрушения разрывного диска, закрывающего выходное отверстие, внутреннее давление во второй камере начинает падать по мере того, как газ выходит из второй камеры через разблокированное выходное отверстие. Однако это падение внутреннего давления замедляется, так как горячий дымовой газ поступает во вторую камеру, ускоряя расширение наполнительного газа и замещая наполнительный газ, который выходит из второй камеры через выходное отверстие. Однако, несмотря на то, что дымовой газ входит во вторую камеру, внутреннее давление во второй камере никогда не превышает максимальное внутреннее давление (около 100 бар), измеряемое в камере хранения газа обычного газогенератора. В связи с этим вторая камера газогенератора в соответствии с настоящим изобретением может формироваться пустотелой частью, имеющей такую же прочность, как часть для хранения газа, формирующая камеру хранения находящегося под давлением газа известного газогенератора.

Фигуры 7А-7С относятся к дополнительным воплощениям газогенератора в соответствии с настоящим изобретением. В газогенераторе в соответствии с этими воплощениями используется горючее вещество в форме множества кольцеобразных элементов 31 горючего вещества взамен таблеток горючего вещества. Кольцеобразные элементы 31 горючего вещества устанавливаются в (также кольцеобразной) первой камере вокруг, по меньшей мере, части держателя 22 воспламенителя и вокруг, по меньшей мере, части пустотелого элемента 15.

Кроме того, в соответствии с вариантом, показанным на Фиг.7С, если используется кольцеобразное горючее вещество, пустотелый элемент 15 может не устанавливаться, при этом проход 153 между воспламенителем 2 и второй камерой формируется, по меньшей мере, одним элементом 31 горючего вещества. Кроме того, в этом воплощении первая камера 11 задается как емкость между первой пустотелой цилиндрической частью 111 (задающей наружную стенку первой камеры), держателем 22 воспламенителя, разрывным диском 152 и уплотнительным элементом 5.

Необходимо заметить, что, конечно, элементы различных воплощений настоящего изобретения, описывающиеся выше, могут использоваться только в комбинации. Например, кольцеобразное горючее вещество может использоваться только с уплотнительным элементом в соответствии с Фигурой 4В.

Ссылочные позиции

1 газогенератор 2 воспламенитель 3 горючее вещество 4 выходной элемент 5 уплотнительный элемент 11 первая камера 12 вторая камера 13 сварной шов 15 пустотелый элемент 21 интерфейс 22 держатель воспламенителя 31 кольцеобразный элемент горючего вещества 41 выходное отверстие 43 фильтр 44 выходная часть 45 канал 46 разрывной диск 51 центральное отверстие 52 сквозное отверстие 60 дымовой газ 100 волна давления 111 первая пустотелая часть 121 вторая пустотелая часть 151 входное отверстие 152 разрывной диск 153 проход 221 пустотелая цилиндрическая часть 222 заполняемая емкость

Изобретение относится к вариантам выполнения газогенератора для наполнения подушки безопасности предохранительной системы для человека, занимающего место в транспортном средстве, модулю подушки безопасности и способу наполнения подушки безопасности. Газогенератор содержит средство (2) воспламенения для получения газа и/или тепла при активации управляющим сигналом, подающимся транспортным средством, первую камеру (11), содержащую горючее вещество (3), воспламеняющееся газом и/или теплом, создающимися средством (2) воспламенения, вторую камеру (12), содержащую находящийся под давлением наполнительный газ, выходное отверстие (41), через которое наполнительный газ может протекать из второй камеры в подушку безопасности, уплотнительное средство (46) для герметизации выходного отверстия (41). Газогенератор (1) выполняется таким, что после активации средства воспламенения газ и/или тепло, полученные средством (2) воспламенения, воспламеняет горючее вещество (3). При этом создается волна давления в находящемся под давлением газе при прямом или косвенном воздействии газа, производящегося средством (2) воспламенения, а волна давления разрушает уплотнительное средство (46), и наполнительный газ может выходить из второй камеры (12) через выходное отверстие (41). Изобретение относится к способу наполнения и модулю подушки безопасности, предохранительной для человека, занимающего место в транспортном средстве. Достигается уменьшение риска повреждения подушки безопасности при ее наполнении. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Газогенератор для наполнения подушки безопасности предохранительной системы для человека, занимающего место в транспортном средстве, содержащий средство (2) воспламенения для получения газа и/или тепла при активации управляющим сигналом, подающимся из транспортного средства, первую камеру (11), содержащую горючее вещество (3, 31), воспламеняющееся газом и/или теплом, создающимися средством (2) воспламенения, вторую камеру (12), содержащую наполнительный газ под давлением, по меньшей мере, одно выходное отверстие (41), через которое наполнительный газ может протекать из второй камеры в подушку безопасности, проход (153), через который газ и/или тепло, получаемые средством (2) воспламенения, могут проходить от средства (2) воспламенения во вторую камеру (12), уплотнительное средство (46) для герметизации выходного отверстия (41), причем газогенератор (1) выполняется таким, что после активации средства воспламенения газ и/или тепло, полученные средством (2) воспламенения, воспламеняют горючее вещество (3, 31), и при этом создается волна (100) давления в находящемся под давлением газе при прямом или косвенном воздействии газа, производящегося средством (2) воспламенения, причем волна (100) давления создается при возникновении внезапного потока газа, создающегося средством (2) воспламенения, во вторую камеру через проход (153) при активации средства (2) воспламенения, при этом волна (100) давления разрушает уплотнительное средство (46), и наполнительный газ может выходить из второй камеры (12) через выходное отверстие (41).

2. Газогенератор по п.1, отличающийся тем, что он содержит, по меньшей мере, одно входное отверстие (151), через которое газ, генерирующийся при сгорании горючего вещества (3, 31), может перетекать из первой камеры (11) во вторую камеру (12).

3. Газогенератор по п.1, отличающийся тем, что он выполняется таким, что при разрушении уплотнительного средства (46) наполнительный газ, не смешанный с газом, получающимся при сгорании горючего вещества (3, 31), выходит через выходное отверстие (41) до того, как смесь наполнительного газа и газа, получающегося при сгорании горючего вещества (3, 31), приходит к выходному отверстию (41).

4. Газогенератор по п.1, отличающийся тем, что он выполняется таким, что уплотнительное средство (46) разрушается, и наполнительный газ выходит из выходного отверстия (41) до того, как газ, получающийся при сгорании горючего вещества, входит во вторую камеру (12).

5. Газогенератор по п.1, отличающийся тем, что выходное отверстие (41) располагается на первой стороне второй камеры (12), а проход (153) располагается на второй стороне второй камеры (12), противоположной первой стороне.

6. Газогенератор по п.1, отличающийся тем, что содержит пустотелый элемент (15), который формирует часть прохода (153), через который газ и/или тепло могут входить во вторую камеру (12).

7. Газогенератор по п.6, отличающийся тем, что пустотелый элемент (15) окружается первой камерой (11).

8. Газогенератор по п.6, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одно входное отверстие (152) выполняется на поверхности пустотелого элемента (15), при этом газ и/или тепло, создающиеся средством (2) воспламенения при активации, могут достигать горючее вещество (3, 31) через входное отверстие (152).

9. Газогенератор по п.8, отличающийся тем, что множество входных отверстий (152) выполняется радиально вдоль окружности пустотелого элемента (15).

10. Газогенератор по п.1, отличающийся тем, что первая и вторая камеры (11, 12) разделяются уплотнительным элементом (5), который содержит отверстие (51), формирующее часть прохода (153), через который газ и/или тепло, создающиеся средством (2) воспламенения, могут проходить во вторую камеру.

11. Газогенератор по п.10, отличающийся тем, что уплотнительный элемент (5) содержит, по меньшей мере, одно дополнительное отверстие (52), через которое газ, вошедший во вторую камеру (12) через проход (153), может протекать из второй камеры (12) в первую камеру (11) и воспламенять горючее вещество (3, 31).

12. Газогенератор по п.10, отличающийся тем, что уплотнительный элемент (5) выполняется кольцеобразным.

13. Газогенератор по п.1, отличающийся тем, что горючее вещество (31) выполняется кольцеобразным.

14. Генератор для наполнения подушки безопасности предохранительной системы для человека, занимающего место в транспортном средстве, содержащий средство (2) воспламенения для получения газа и/или тепла при активации управляющим сигналом, подающимся из транспортного средства, первую камеру (11), содержащую горючее вещество (3, 31), воспламеняющееся газом и/или теплом, создающимися средством (2) воспламенения, вторую камеру (12), содержащую находящийся под давлением наполнительный газ, по меньшей мере, одно выходное отверстие (41), через которое наполнительный газ может протекать из второй камеры в подушку безопасности, уплотнительное средство (46) для герметизации выходного отверстия (41), причем газогенератор (1) выполняется таким, что после активации средства воспламенения газ и/или тепло, полученные средством (2) воспламенения, воспламеняют горючее вещество (3, 31), и при этом создается волна (100) давления в находящемся под давлением газе при прямом или косвенном воздействии газа, производящегося средством (2) воспламенения, причем волна (100) давления разрушает уплотнительное средство (46), и наполнительный газ может выходить из второй камеры (12) через выходное отверстие (41), средство (2) воспламенения содержит емкость (222) для газа, создающегося средством воспламенения при активации, причем емкость (222) уплотняется дополнительным уплотнительным средством (152), которое разрушается, если давление в емкости (222) превышает максимальное значение, при этом волна (100) давления возникает в наполнительном газе при разрешении дополнительного уплотнительного средства (152).

15. Газогенератор по п.14, отличающийся тем, что он выполнен так, что при разрушении дополнительного уплотнительного средства (152) газ быстро протекает из емкости (222) во вторую камеру (12).

16. Газогенератор по п.14, отличающийся тем, что емкость (222) предварительно наполняется воздухом или другим газом, в частности негорючим газом.

17. Газогенератор по п.15, отличающийся тем, что средство (2) воспламенения выполняется таким, что дополнительное уплотнительное средство (152) разрушается под действием волны давления, возникающей в газе, находящемся в емкости (222), под действием газа и/или тепла, высвобождающихся средством (2) воспламенения в емкость (222).

18. Модуль подушки безопасности, содержащий подушку безопасности и газогенератор (1) по п.1 для наполнения подушки безопасности.

19. Модуль подушки безопасности по п.18, отличающийся тем, что он выполняется таким, что на первой фазе подушка (1) безопасности наполняется находящимся под давлением наполнительным газом, не смешанным с газом, возникающим при сгорании горючего вещества (3, 31), а на последующей второй фазе подушка безопасности наполняется смесью находящегося под давлением наполнительного газа и газа, возникающего при сгорании горючего вещества.

20. Способ наполнения подушки безопасности предохранительной системы для человека, занимающего место в транспортном средстве, содержащий следующие этапы:
- получение газогенератора (1), имеющего первую камеру (11), содержащую горючее вещество (3, 31), и вторую камеру (12), содержащую находящийся под давлением наполнительный газ, причем газ и/или тепло, получаемые средством (2) воспламенения, могут проходить от средства (2) воспламенения через проход (153) во вторую камеру (12), причем вторая камера (12) также содержит выходное отверстие (41), укупоренное уплотнительным средством (46), через которое находящийся под давлением газ может протекать в подушку безопасности, когда оно открывается;
- создание волны (100) давления в находящемся под давлением наполнительном газе при возникновении внезапного потока газа, создающегося средством (2) воспламенения, во вторую камеру через проход (153) при активации средства (2) воспламенения, при этом уплотнительное средство (46) разрушается под действием волны (100) давления, и наполнительный газ выходит в подушку безопасности; и
- воспламенение горючего вещества (3, 31) и направление газа, возникающего при сгорании горючего вещества после воспламенения, во вторую камеру (12).