一种供气装置的密封机构.pdf

本发明涉及一种用于由金属制成的供气装置的密封机构，其中供气装置(4)具有一个在运行状态供气的横截面和一个由金属制成的壁板(12)，其中在封闭供气装置(4)横截面的部位(8)上至少截段式地加入一个由可塑性变形材料制成的层(14)。本发明还涉及一种用于加工由金属制成的供气装置密封机构的方法，该方法由以下步骤进行：将由可塑性变形材料制成的层(14)插入到由金属制成的供气装置(4)的要被密封的部位(8)中；使所述金属以及在必要时使由金属制成的层(14)进行机械变形，直到供气装置的金属与由金属制成的层(14)平面地相互贴靠；以及通过壁板与塑性材料的机械啮合、或者通过至少局部地加热供气装置(4)的部位气密地封闭密封机构(8)，在该部位加入由可塑性变形材料制成的层(14)。

1.  用于由金属制成的供气装置、尤其是用于密封一个气囊管道的密封机构，其中供气装置(4)具有一个在工作状态导气的横截面和一个由金属制成的壁板(12)，其特征在于，在密封供气装置(4)横截面的部位上至少截段式地加入一个由可塑性变形材料制成的层(14)，并且该部位使用位于其中的可塑性变形材料气密地进行封闭。

2.  如权利要求1所述的密封机构，其特征在于，所述密封机构的部位和位于其中的可塑性变形材料机械地相互啮合。

3.  如权利要求1所述的密封机构，其特征在于，将金属、金属有机物化合物、金属或金属有机物合金、天然或合成聚合物、尤其是粘接剂、天然或合成纤维材料或由至少两种上述材料的组合物而制成的材料作为可塑性变形材料布置到密封机构中。

4.  如权利要求1所述的密封机构，其特征在于，将由可塑性变形材料制成的层(14)设置在金属壁板(12)的内部。

5.  如权利要求1所述的密封机构，其特征在于，将由可塑性变形材料制成的层(14)充满被金属壁板(12)所包围的整个直径。

6.  如权利要求1所述的密封机构，其特征在于，由可塑性变形材料制成的层(14)由一种可熔化的合金制成。

7.  如权利要求1所述的密封机构，其特征在于，所述由可塑性变形材料制成的层(14)在一个温度下可塑性变形，该温度不超过供气装置的金属熔化温度。

8.  如权利要求3所述的密封机构，其特征在于，所述由可塑性变形材料制成的层(14)由金属、尤其是由铜合金或铜有机物合金制成。

9.  如权利要求3所述的密封机构，其特征在于，所述由可塑性变形材料制成的层(14)由一种天然的或合成的塑料制成，该塑料在加入之后并在可塑性变形材料与供气装置的金属气密连接期间或紧接着在可塑性变形材料与供气装置的金属气密连接时相对于供气装置的壁板膨胀。

10.  如权利要求3所述的密封机构，其特征在于，所述由可塑性变形材料制成的层(14)由一种天然的或合成的塑料制成，该塑料在粘接剂与供气装置壁板气密地连接期间或之后与壁板建立起粘接的连接。

11.  如权利要求3所述的密封机构，其特征在于所述可塑性变形材料，该材料加入到壁板中。

12.  如权利要求1所述的密封机构，其特征在于，所述由可塑性变形材料制成的层(14)的厚度为约0.05至5mm，最好是0.2至2mm。

13.  用于加工由金属制成的供气装置的密封机构、尤其是用于密封一个气囊管道的密封机构的方法，其步骤为：
-将由可塑性变形材料制成的层(14)布置到由金属制成的供气装置(4)的要被密封的部位(8)中，
-使供气装置壁板以及在必要时使由可塑性变形的材料制成的层(14)机械变形，直到供气装置的壁板与由金属制成的层(14)平面地相互贴靠，
-通过壁板与塑性材料的机械啮合、或者通过至少局部地加热供气装置(4)的部位气密地封闭密封机构(8)，在该部位中布置由可塑性变形材料制成的层(14)。

14.  如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述由金属制成的层(14)被加热，直到金属可塑性变形并在供气装置的金属与由金属制成的层(14)之间形成气密的连接。

15.  如权利要求13所述的方法，其特征在于，在至少局部地加热在其中使用由金属制成的层(14)的部位期间，对这个部位施加机械压力。

16.  如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述由金属制成的层(14)通过电感工艺或电阻工艺进行加热。

17.  如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述由金属制成的层(14)由焊料制成。

18.  如权利要求17所述的方法，其特征在于涉及一种以铜为基的焊料。

19.  如权利要求13所述的方法，其特征在于，使用天然的或合成的聚合物、尤其是一种粘接剂、天然或合成纤维、特别是纸作为所述可塑性变形材料。

20.  如权利要求13所述的方法，其特征在于，由可塑性变形材料制成的层是一个带形条带(14)。

21.  使用焊料用于加工如权利要求1所述的由金属制成的供气装置的密封机构或者用于执行如权利要求13所述的方法。

一种供气装置的密封机构
本发明涉及一种用于由金属制成的供气装置、尤其是用于密封气囊供气装置的密封机构以及一种用于加工气密密封机构的方法。气囊系统大量地用于汽车。它们目前用于汽车上的不同位置，以缓冲正面的但是也包括侧面的碰撞。这些气囊系统部分地配有金属制成的供气管道。这些管道壁的尺寸如此确定且如此选择材料：使得供气装置即使在气囊释放时的高压下也足够地气密。如果需要，管道的端部固定在汽车上，以便可靠地固定所述气囊系统。
所述供气装置的气密密封机构必需在事故时随着汽车的翻车提供约5秒的使用时间。然后再卸压，以使汽车乘客又活动自由。目前对于一些实施例通过一个塑料栓塞来加工所述密封机构，该栓塞装进供气装置敞开的端部，然后气密地与管道连接，通常会收缩(Ver-krimpen)。这种解决方案提高了材料的要求，因为为了保证足够的气密性必需将栓塞足够深地插进供气装置并且需要费事地保证连接的密封性。
按照DE 100 22 462，将一个用如同管道本身同一种材料所制成的端盖最好通过激光焊接工艺、电极焊接或电弧焊接工艺焊接到管端上。这些焊接工艺是昂贵的并需要较高精度。
JP 57064427 A描述了将由铝、铜和橡胶制成的弹性层加入到一个管端中，并且接着在连续压力下向一起挤压管端。所述挤压朝向一个模具进行，以保证正确地成型。在管端连接后从自由管端取下模具，并在必要时连接管道的另一附件。这种方法是费事的，并且由于使用模具只在很少情况下是经济的。
本发明的目的是，提供一种可以简单地加工并且可靠的气密密封机构和一种方法，通过该方法加工这种用于由金属制成的供气装置的气密密封机构。
这个目的通过如权利要求1的用于由金属所制成的供气装置的密封机构、按照本发明的用于加工这种密封机构的方法以及通过按照本发明对于焊料的应用而得以实现。
将一层可塑性变形的材料加入到供气装置的要被密封的部位中，这样能够在相互拼接壁板时在供气装置部位中实现一种简单而可靠的密封，这个部位被气密地封闭住。供气装置的壁板的金属与可塑性变形材料层在密封之后气密地相互贴靠并构成一个用于供气装置的密封机构，该密封机构在可靠性和密封性上对应于上述要求。
各种可持久地压力密封的可塑性变形材料都适合于产生所述密封机构。一种特别优选的材料组是金属和金属有机物化合物。但是天然的或合成的聚合物也是较好地适宜的，只要它们具有所需的耐老化性并且能够与供气装置壁板相结合加工出一种耐压的密封机构。因此例如粘接剂、由金属和纤维或硅化合物制成的层材料都适合于产生供气装置的气密的密封机构。同样适用的是天然或合成纤维材料，它们是耐气且抗老化的。可塑性变形的材料的特性可以由已知的产品信息中得到，或者通过一些简单的实验获得。至少两种上述可塑性变形材料的组合物也适合于产生供气装置的气密密封机构。例如可以使用强化纤维塑料或金属有机物的焊料。
可塑性变形的材料层最好由金属薄膜或由金属的或金属有机物的焊料制成。在下面开始只要描述到金属层，各实施例就也包括其它塑性材料层。
由塑性材料制成的层在仍然敞开的供气装置中在要被密封的部位中使用，并在一定的长度上延伸进管道中，该长度通常在1至30mm之间，最好是在5至20mm之间。该层的厚度为0.05至5mm，最好为0.2至2mm。这种塑性材料层最好在由供气装置壁板所包围的最大横截面上延伸。但是也可以证实，在横截面中使用一个略窄的层就够用了，例如当供气装置的壁板边缘部位在与塑性材料层挤压时具有足够的厚度并且相互间具有足够强度的连接地时候。
通过使供气装置壁板与设置在其上的塑性材料层机械地向一起挤压建立一个气密密封机构。在这种情况下，壁板和塑性材料层必需相互紧密地贴在一起，以便产生足够的气密性。同时要保证，突然出现的压力差要由这个密封机构可靠地承受，即至少5秒钟没有压力损失。尤其是在使用聚合物或纤维材料或其组合时通常还如此来附加地支持密封机构：在向一起挤压时在壁板与塑性材料之间产生一个啮合，它保证更好的气密性或者它能够使密封机构的尺寸保持尽可能地小。所述啮合可以通过使壁板局部地顶入可塑性变形材料中或以其它方式实现。供气装置的密封机构和由此产生的密封在供气装置上无需模具或其它外部体就可实现。
为了建立一个气密的连接，也可以选择对壁板与可塑性变形材料相互贴靠的部位进行加热。例如在使用一个由可熔化合金、尤其是优选铜合金制成的金属层的时候。因为这个金属层只需非常短时间地加热，以便与供气装置壁板建立起所期望的气密的连接，所以温度所引起的金属层塑性变形本身是不明显的。但是特别优选的是，这个温度不超过制成加工供气装置的金属的熔化温度。
按照本发明的一个供气装置的气密密封机构具有一个金属壁板和一个金属层，金属层与壁板金属气密地连接，由此在壁板与金属层相互挤压后加热金属层，尤其是通过钎焊工艺进行加热。
下面描述用于加工金属供气装置的密封机构的根据本发明的方法。首先将由可塑性变形的材料制成的层布置在供气装置的要被密封机构的部位上。这个层最好是带形的。然后使供气装置的壁板机械变形，直到壁板贴靠在由可塑性变形的材料所制成的层上。但是这种机械密封机构还没有足够的气密性。
为了可靠地实现所需的气密性，最好使壁板与可塑性变形的材料层机械地啮合、或者至少局部加热由加入的材料所制成的层。将金属层加热到例如塑性变形，并通过金属层的变形或流动实现与金属壁板的连接，该连接是气密的。这种连接可以简单且可靠地加工，并且是耐老化的。
按照本发明方法的一个优选实施例使壁板与可塑性变形材料层在向一起挤压壁板时机械地相互啮合。
首先如果使用可塑性变形材料如橡胶、硅树脂或其它天然或合成聚合物材料，则由此保证一个良好的气密性。在加工金属时所述啮合通常是一种附加的措施。
金属层的加热在原理上可以通过这种方式实现，即加热两种材料。但是最好局限于金属层。如果例如通过电感工艺或电阻工艺加热，则可以实现这种有选择的加热。为了使双成分粘接剂固化，所需的加热明显地低于到达钎焊温度的加热。
为了满足对产品可靠性的较高要求，按照本发明方法的一个优选的改进方案，在至少局部地加热使用金属层的部位期间或直接在加热之后对这个部位施加机械压力。由此保证在金属与金属之间实现一个完美且持久的连接。
已经证实，一般的焊料特别适用于这种连接目的。所述焊料是经济的并具有所需的尺寸和外形。已经证实铜合金是特别适合的。
供气装置的密封机构经常是平面冲压的，并且也经常用于使供气装置固定在汽车中。因为按照本发明的密封机构是平面密封的，所以可以轻而易举地在密封机构上加工出用于固定供气装置的连接板或其它开孔或者拼接到密封机构上。
借助于附图示例性地详细描述本发明的和按照本发明方法的一个实施例。附图示出：
图1一个用于气囊系统的由金属制成的供气装置的密封机构的俯视图，
图2图1中的用于气囊系统的由金属制成的供气装置的密封机构的截面图。
图1示出一个用于气囊系统的由金属制成的供气装置的接头2。该供气装置4通入到一个在横截面上收缩的过渡体6中，该过渡体终结在供气装置4的密封机构8上。与供气装置4的圆形横截面以及收缩的过渡体6相反，所述密封机构8是平面的。该密封机构不具有空腔。
在密封机构8里加工出一个吊环10，该吊环用于将供气装置固定在一个汽车上，在汽车中装入气囊系统。
图2示出由金属制成的供气装置的同一个接头2。壁板12不仅包围供气装置4而且也包围一体成形在其上的收缩的过渡体6和所述接头的密封机构8。在密封机构8中装入一个带形薄膜的条带14，它由材料厚度为约0.3mm的铜合金制成。如此制成所期望的供气装置气密密封机构：首先将由铜合金制成的带形条带14装进供气装置的密封机构8的部位中。然后使壁板12的金属在塑性变形状态在过渡体和密封机构处这样成形，使得所述壁板12在供气装置的密封机构8中平面地贴靠在由铜合金制成的条带14上。
然后将条带14通过电感工艺或电阻工艺无接触地加热，直到条带可以塑性变形。所述壁板12和条带14的金属通过一个模具的机械压力气密地相互连接起来。在冷却后使供气装置通过密封机构气密地封闭。冷却不改变连接的密封性。将用于吊环10的材料从密封机构8中取出来。
按照另一实施例将耐气且耐老化的硅树脂制成的带形条带装进由金属制成的供气装置的一个部位中，然后使其壁板在压力下被挤压在一起。作用于壁板上的一个或多个压模具有一个成型的表面。在向一起挤压壁板时因此在压模的凸出地凸起的截段上使壁板金属挤压进由硅树脂制成的条带中。该金属产生一种机械地啮合。现在气密地构成用于供气装置的密封机构。为了产生这种密封机构无需装进供气装置中的压模。因此可以轻易地直接在长管道的端部上构成密封机构，因为在挤压后无需其它的再加工。
按照第三种实施例将以聚亚氨酯为基的双成分粘接剂的带形条带安置在由金属制成的供气装置的端部中。将供气装置的壁板在加入所述条带的部位中机械地向一起挤压。在壁板贴靠在双成分粘接剂的条带上之后，对供气装置的这个部位进行加热，使粘接剂粘接并产生气密且耐老化的连接。对于特别恶劣的使用条件可以规定，在向一起挤压壁板时附加地冲压出一种机械的啮合。