用于安全气囊模块的充气装置 【技术领域】
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述用于机动车辆的安全气囊模块的充气机装置。
背景技术
此类充气机装置包括燃烧室，该燃烧室用于容纳气体填料，从该气体填料能(通过设计用于此目的的点火装置来起动充气机装置)产生气体以使得安全气囊模块的气囊膨胀，气体填料在其内燃烧(气体填料的燃烧)；且该充气机装置还包括燃烧室外壳，其封闭含有气体填料的燃烧室的内部空间。
众所周知，利用气体发生器使得机动车辆中的安全气囊模块的气囊膨胀，所述气囊形成处于膨胀状态的气垫用于受保护的乘客，借此，通过燃烧气体发生器的燃烧室内的气体填料来产生用于使得气囊膨胀的气体，随后将气体从气体发生器导入将要膨胀的气囊。由于通过在燃烧室中燃烧气体填料来产生气体而形成的高压，必须使得限定燃烧室的燃烧室外壳的外壳壁足够稳固，以能承受作用于燃烧室的内部压力。更重的气体发生器附带相应较高的材料成本。
【发明内容】
本发明要解决的问题是相对于燃烧室的设计改进最初提及类型的充气机装置。
根据本发明通过形成具有专利权利要求1所述的特征的充气机装置来解决上述问题。
据此，实施燃烧室使得所述燃烧室不能承受通过燃烧气体填料而根据其预期目的产生气体时在燃烧室内形成的压力，且燃烧室外壳由外壳容器封闭，使得燃烧室外壳被支承在外壳容器上从而避免燃烧室外壳在燃烧室中产生气体时的变形或破裂。此外，外壳容器为模块外壳的部分用于容纳安全气囊模块的至少一个气囊。
作为模块外壳的部分的外壳容器还具备其它优点：不必使用其他场合必须用于将燃烧室外壳连接至安全气囊模块的附加部件。较之传统充气机装置，这节省了材料。与气体发生器和模块外壳需要外部连接的情况相比，通过将燃烧室外壳整体形成到作为模块外壳的部分的外壳容器中，使得减小了在点燃气体填料时充气机装置的能量损失。
因此，根据本发明的充气机装置的设计实现了燃烧室外壳的相应薄壁设计，例如具有小于2mm的壁厚，尤其是小于1mm的壁厚，且由于燃烧室支承在燃烧室容器上，燃烧室外壳不会由于在产生气囊时作用在燃烧室中的压力而基本变形，或者燃烧室外壳不会被损坏。
外壳容器优选地封闭燃烧室外壳，以使得不会形成(不应形成)用于从燃烧室排出气体的排出口的燃烧室外壳的所有部分位于外壳容器上并由其支承。由外壳容器实现的对燃烧室外壳的所有区域的支承并非任何情况都必需；在某些情况下，燃烧室外壳的部分未支承在外壳容器上，例如如果燃烧室外壳的一部分在外壳容器上的支承足以使得燃烧室外壳整体稳定，则燃烧室外壳能承受产生热气体时燃烧室的内部压力(若燃烧室外壳未支承在外壳容器上则不能)。
用于燃烧室的容器能够形成在例如外壳底部的区域内，以用于将外壳容器整体形成在安全气囊模块的模块外壳中，这导致燃烧室的必需的稳定，其中，燃烧室外壳的外壁抵靠在所述容器上，且燃烧室外壳能支承在所述容器上。在前部线路安全气囊模块的情况下能够将此类外壳容器例如形成在仪表板上，而在侧部安全气囊模块的情况下，将其形成在机动车辆的门上或顶板上。
燃烧室外壳可由金属，例如铝、钢、黄铜、铜制成，在各种情况下为薄片形式或由合金制成是有利的，其中，例如合成物或镁用于外壳容器材料是适用的。
将外壳容器的几何形状调整为燃烧室外壳的外形，从而能实现必要的支承。如果燃烧室外壳为管状，尤其是中空圆柱形，则使用在横截面中包括环状循环内壁的外壳容器是实用的，该内壁能紧靠燃烧室外壳的外壁。
燃烧室外壳的薄壁设计使得燃烧室不仅能承受产生气体时施加的内部压力，而且能只(根据其预期目的通过燃烧气体填料)在燃烧室内产生气体时用于形成排出口，燃烧室中已产生的气体能经由该排出口释放而使得气囊膨胀。如此，例如能由基本上全部区域支承在外壳容器上的燃烧室外壳来形成燃烧室外壳的局部限定排出口，其中，燃烧室外壳的那些部分(出口区域)未得到支承，这将(通过使得燃烧室外壳的对应部分破裂)在燃烧室中产生气体时形成排出口。这例如尤其能通过具有用于燃烧室中产生的气体的开口的外壳容器来实现，其中，外壳容器的这些开口形成了燃烧室外壳的出口区域。因此，燃烧室外壳的这些出口区域的特征在于，出口区域能得以支承的外壳容器的材料不会面向这些出口区域，而是面向外壳容器开口的正面。从而，如果在燃烧室中实现了相对较高的内部压力，则燃烧室外壳的材料会在这些开口部分上破裂，通过该内部压力在燃烧室外壳中形成所需的排出口。
如此，能提供一种燃烧室，该燃烧室的燃烧室外壳选择性地与其它部件(如点火器外壳)一起开始气密地围绕燃烧室。
此外，燃烧室外壳的设计尽可能地简单是实用的，从而，将燃烧室中已产生的气体得以过滤的过滤装置布置在燃烧室的外面，尤其与燃烧室间隔开，例如位于外壳容器处，尤其是与燃烧室偏离的外壳容器的外侧上，例如位于外壳容器排出口的后面，燃烧室中已产生的气体经由上述排出口被导入将要膨胀的气囊。
过滤器能与扩散器结合而形成一个构造单元，该构造单元通过适用固定装置(例如螺钉)被固定到充气机装置的相应部件上，尤其是外壳容器上，其中该扩散器专门用于将燃烧室中已产生的气体引入将要膨胀的气囊。
另外，将在产生气体时用于调节气体填料燃烧的节流装置布置在燃烧室的外面(例如外壳容器上)是有利的，通过精确地设计外壳容器的开口的横截面，使得从燃烧室到周围环境的预定气流成为可能，该预定气流控制燃烧室中的燃烧。
与燃烧室分开的构造单元能被用作点火器设备，所述点火器设备用于起动充气机装置，从而通过燃烧放置在燃烧室中的气体填料来产生气体，所述分离的构造单元以适当方式与燃烧室相连，尤其是与燃烧室外壳相连，并例如与燃烧室外壳一起设置在常用外壳容器中。
【附图说明】
通过以下结合附图对示例性实施例的描述，本发明的更多细节和优点将更显而易见。
其中：
图1a 布置于模块外壳处用于机动车辆的安全气囊模块的充气机装置的透视分解图；
图1b 图1A中处于组装状态下的配置；
图2a 根据图1A的分解图的剖面图；
图2b 图1B中所示的视图以及能由充气机装置膨胀的气囊的剖面图；
图3a 图1B的配置的透视纵向剖面图；
图3b 图1B的配置的侧视纵向剖面图；
图4 图1A到图3B所示的示例性实施例的改型。
【具体实施方式】
图1a到图3b示出了布置在安全气囊模块的模块外壳3上用于使得安全气囊模块的气囊膨胀的充气机装置，此类充气机装置包括作为主要部件的燃烧室1，该燃烧室包括沿着纵轴线A延伸的管状或者更优选的中空圆柱形的燃烧室外壳10。
燃烧室外壳10封闭内部空间，其中，放置有固体填料L形式的气体填料，用于膨胀气囊G的气体能够由这些气体填料生成，该气囊G通过图2b中的点划线表示为安全气囊模块的折叠的气囊袋的。气囊G的褶痕或褶皱线这里示例性地在纵向上延伸，这意指垂直于图2b的横截面；可供选择地，所述折痕也能平行于2B的剖面而延伸，并能垂直于图3b的纵向剖面延伸。
燃烧室外壳10(在管轴线A的方向上)在第一前侧A与第二前侧B之间延伸，并包括具有内表面11和外表面12的涂层，该内表面11面向内部空间，而外表面12背向燃烧室外壳的内部空间。把意味着燃烧室外壳10的内表面11与外表面12之间的最小差额的燃烧室外壳10的壁厚设计为小到使得燃烧室外壳10不能承受通过燃烧(完全燃烧)放置在燃烧室1中的气体填料产生气体时在燃烧室1内部形成的内部压力。为此，小于2mm，尤其是小于1mm的壁厚设置用于燃烧室外壳10，该燃烧室外壳10由金属(尤其是铝板、钢板、黄铜板或者铜板)或合金制成。
这意味着在本示例性实施例中，单一设置的燃烧室外壳1将被固体填料L形式的气体填料完全燃烧并由此产生(高温)气体使得气囊膨胀时在燃烧室1中形成的气体压力损坏，尤其是破裂而被损坏。通过将燃烧室1并入其外壳容器2中的管状外壳10来避免这种情况，所述外壳容器形成由合成物制成的安全气囊模块的模块外壳3的单件部分。
模块外壳3包括基底30以及与该基底间隔开的侧壁32，并在其上侧或顶表面35上形成开口的容器，该容器用于折叠成气囊袋的安全气囊模块的气囊。与模块外壳3的底部空间30相对的顶表面35由图中未示出的壳体盖封闭，可利用从侧壁32突出的锁定元件33将上述外壳盖保持在模块外壳3上。
管状外壳容器2整体形成在模块外壳3的外壳基部30上，所述外壳容器2作为模块外壳3的其它区域由合成物制成，并具有界定壁20和外表面22，该界定壁以成角方式环绕面向燃烧室外壳10的内表面21，且该燃烧室外壳10包括在外壳容器2内，该外表面背向燃烧室外壳10。
管状或更确切地为中空圆柱形的外壳容器2以及燃烧室1在第一前侧23a与第二前侧23b之间延伸，其中，该外壳容器于第一前侧23a上开口以用于引入燃烧室1，而于第二前侧23b上封闭。将外壳容器2设计在面向燃烧室1的其内表面21上，以此使得燃烧室1利用其涂层区域内以及第二前侧23b的区域内的燃烧室外壳10的其外表面12以大面积(基本上为整个区域)靠近外壳容器2的内表面21，并被支承在该内表面上到达外侧。由此，分别防止燃烧室1或燃烧室外壳在燃烧室1中产生的气体的作用下的变形和/或破裂。
用于点燃放置在燃烧室1中的固体填料L形式的气体填料的点火设备7布置在外壳容器2的开口的第一前侧23a的区域内。为此，外壳容器2在其第一前侧23a上由点火器外壳70封闭，该点火器外壳70一方面容纳点火器设备7的点火器72，另一方面封闭选择性地装填有点火器化合物Z的点火器室75。面向燃烧室外壳10的第二前侧13a的点火器外壳70的前侧73用于将燃烧室1封闭在燃烧室外壳的第一前侧13a上，其中，与燃烧室外壳10的第一前侧13a成角度间隔开的燃烧室外壳10的紧固凸耳环绕点火器外壳70的对应紧固突起73a。
点火器设备7为分别与燃烧室1或燃烧室外壳10分开的单元，该点火器设备通过燃烧室外壳10的第一前侧13a上的所述紧固凸耳并通过点火器外壳70的对应紧固突起73a、利用点火器外壳70的前侧73与燃烧室1或燃烧室外壳10分别相连。
如果燃烧室外壳10在其前侧13a上例如具备其自身的前侧封盖形式的外盖(该前侧封盖与燃烧室外壳10密封连接，尤其是压接在燃烧室外壳10上)，则不需要紧固凸耳。能以薄壁方式(例如通过使用用于上述燃烧室外壳的材料)来形成燃烧室外壳，使得在起动充气机装置时，燃烧室外壳被穿透，从而能点燃放置在燃烧室1中的气体填料。
结果，燃烧室外壳10与点火器外壳70的上述正面侧33一同环绕内部空间，该内部空间气密和防潮地含有固体填料L。具体而言，在图1a到图3b所示的示例性实施例中，最初没有在燃烧室外壳10中设置排出口，燃烧室1中已经产生的用于使得气囊膨胀的气体能经由上述排出口逸出。
但是，外壳容器2的界定壁20设置有多个通孔28，离开燃烧室1的气体能经由这些通孔流入布置在模块外壳3内将要膨胀的气囊中。这些通孔从面向燃烧室1的内表面21延伸到背向燃烧室1的外壳容器2的外表面22，并使得它们的外表面22通向布置将要膨胀的气囊的模块外壳3的内部。
由于燃烧室外壳10在外壳容器2的排出口28所邻接的部分(出口区域)中未由外壳容器2支承，因此，如果在固体填料L形式的气体填料完全燃烧且同时产生气体时，燃烧室1的内部压力超过特定值，则燃烧室外壳10在靠近通孔28的那些部分(出口区域)中爆裂。由此，将排出口18形成在燃烧室外壳10中与外壳容器侧面上的通孔28对准。从而，燃烧室中产生的气体能够被引导穿过只在产生气体才形成的排出口18，且经由位于气体流动方向后面的外壳容器的通孔28流入模块外壳3的内部，其中，这些气体能用于使得布置在模块外壳内部的气囊膨胀。
但是，当气体离开外壳容器2的通孔28时不会直接流入气囊，而是首先被引导经过隔热罩过滤器扩散器组件，其包括隔热罩4、过滤器5和扩散器6。
隔热罩4在通孔28的区域内直接位于外壳容器的外表面20，并包括通孔48，该通孔48与通孔28对准和覆盖它们。在气体流动的方向上将由扩散器以及布置在扩散器中的过滤器组成的单元布置在隔热罩4的后面，所述单元用于对燃烧室1中产生的气体进行过滤并用于将气体导入将要膨胀的气囊。
能将从气体发生器释放的气体引入将要膨胀的气囊所使用的适用扩散器类型为已知的。一种特殊方法是不将用于过滤气体的过滤组件5设置在燃烧室1中，而将其设置在燃烧室外面，并与扩散器6整体形成为一个单元。
隔热罩4和扩散器6各自包括具有安装开口45和65的安装法兰，能利用(例如螺钉S形式的)适当安装装置通过该安装法兰将隔热罩4、扩散器6以及布置在隔热罩4与扩散器6之间的过滤组件5安装在模块外壳的内部而位于其外壳基部30上，并因此也位于外壳容器2上。
结果，将隔热罩4、过滤器组件5以及扩散器6各自被设置在燃烧室1的外面并与外壳容器2的外表面22后面的燃烧室外壳10分开，而且被整体形成为一个单元，且通过常见的安装装置S将该单元固定到模块外壳3上，尤其是模块外壳30的基部上。
以已知方式电动起动点火器设备7以起动图1a到图3b所示的充气机装置，这就意味着会附带产生气体，布置在模块外壳3中并铺设到气袋中的气囊能利用气体而膨胀，其中，例如能通过碰撞传感器或预碰撞传感器来促使点火器设备7的电动起动。放置在燃烧室1中的固体填料L形式的气体填料通过点火器设备7被点燃，从而气体填料在燃烧室1中完全燃烧并产生气体，该燃烧室由燃烧室外壳10以及点火器外壳70的正面73紧密封闭。在本示例性实施例中，燃烧室中产生的气体压力(内部压力)最终大得使得薄壁燃烧室外壳10不能承受它，而且在内部压力的作用下，燃烧室外壳10基本变形且甚至会破裂。但是，通过位于(整体)形成在模块外壳3中的外壳容器2内的燃烧室外壳10能避免此类情况的发生，且燃烧室外壳10被支承在该外壳容器3上。
燃烧室外壳10只是在较小的部分区域(出口区域)内靠近外壳容器2的通孔28而爆裂，从而形成覆盖外壳容器2的通孔28的排出口18。如此，燃烧室1中产生的气体能经由燃烧室侧面上的排出口18、外壳容器侧面上的通孔28以及布置在后面的隔热罩4的通孔、过滤器组件5以及扩散器6进入将要膨胀的气囊。
同时，外壳容器2的通孔28被用作节流装置(该节流装置布置在燃烧室1的外面)，其用于控制燃烧室1中的燃烧，并因此控制整个系统的效能。这里，对应通孔28的最小横截面是非常重要的。
图4中描绘了图1a到图3b的配置的变型，其中，(在气体压力下)形成在燃烧室外壳10中的至少一个排出口18′与图1a到图3b情况相同地未设置在燃烧室外壳10的侧表面中，而是形成在燃烧室外壳10的前侧13b上，从而使得燃烧室1中产生的气体可沿着燃烧室1限定的管A排出。
尽管燃烧室外壳10的排出口18在上述示例性实施例中各自形成在燃烧室外壳的外表面上，以使得气体能相对于燃烧室外壳10所限定的管轴线A在径向上从每个排出口18逸出，但在图4所示的示例性实施例情况下，至少一个排出口18′被布置在燃烧室外壳10的前侧上，从而，已经在燃烧室1中产生的气体能在轴向(沿着管轴线A)上经由排出口18排出。然后，这些气体到达设置在外壳容器2的前侧23b上的室24，气体能(在径向上)从该室24经由外壳容器侧面上的至少一个通孔28流入将要膨胀的气囊，再流过隔热罩4、过滤器5和扩散器6。所述室24靠近燃烧室外壳10的前侧30b，燃烧室外壳侧面上的至少一个排出口18′因燃烧室1中已经产生的气体的气体压力而被形成在上述室内。
总之，较早根据图1a到图4描述的膨胀装置各自包括含有烟火气体填料的管状(圆柱形)燃烧室，该燃烧室由薄壁燃烧室外壳封闭，并例如由金属制成，从而，尤其形成用于容纳烟火气体填料的防污防潮而密封的内部空间。不必在燃烧室本身中设置过滤器组件，也不必在其内设置用于控制气体填料完全燃烧的节流装置。此外，将分开的点火器设备布置到燃烧室中。
由于燃烧室外壳的薄壁设计，燃烧室外壳不能承受在烟火气体填料完全燃烧并附带产生气体时出现的燃烧室中的内部压力。通过将燃烧室和对应点火器组件一同插入形成在外壳容器上的模块外壳中来避免在燃烧室中产生气体时出现的内部压力导致的燃烧室外壳的损坏，燃烧室抵靠并支承在上述外壳容器上。
因此，当用于产生气体的烟火气体填料只在那些特定部分(出口区域)内完全燃烧时，燃烧室外壳爆裂，外壳容器侧面上用于燃烧室中产生的气体的通孔邻接在上述特定部分上，并该通孔与外壳容器侧面上的排出口重合。外壳容器侧面上的通孔或者尤其是这些通孔的最小横截面部分形成节流装置，该节流装置用于控制燃烧室中的完全燃烧，并因此而控制整个系统的效能。
已经在燃烧室中产生的气体已在将要膨胀气囊的方向上经由燃烧室侧面上的排出口以及外壳容器侧面上的通孔离开之后，这些气体流过过滤器装置，该过滤器装置在燃烧室外壳外面布置在外壳容器上并且位于背向燃烧室的外壳容器的外侧上。此过滤器可相对于此过滤器的几何形状设计成对称或非对称的，也可不定向地进行设计，其中，尤其能将过滤器装置的几何形状调整为适应外壳容器。例如多孔金属、金属丝网等适用于形成过滤器装置。
较之图2，过滤器与扩散器结合形成单元，该单元提供用于有目的地将从燃烧室释放的气体引入将要膨胀的气囊，并被固定在模块外壳上，借此被固定在外壳容器上，且该外壳容器通过由金属或合成材料制成的(例如螺钉形式的)适用安装装置被形成在模块外壳上，其中，将扩散器和过滤器装置安装在模块外壳上同时能用于通过夹紧来固定将要膨胀的气囊G。
如果需要，则能够通过隔热罩延伸过滤器装置和扩散器组成的所述单元，该隔热罩例如布置在外壳容器和所述单元之间，从而提供对受外流热气体附带的热的保护。