帶有可縮回活塞的點火器組件的製作方法

2023-08-02 00:09:51

本發明涉及點火器組件，該點火器組件帶有機械活塞，以打開用於安全氣囊組件的密封的受壓充氣機。

背景技術：

已經長久以來使用通常被稱作充氣機的受壓充氣裝置來對安全氣囊充氣。這些裝置可與氣體發生劑結合以形成混合充氣機，混合充氣機釋放受壓氣體並同時使推進劑燃燒以產生附加的充氣氣體。

替代地，在充氣裝置中可不使用推進劑或發生劑，而僅使用所存儲的受壓氣體。

在這兩種型式的充氣機中，點火器或引火器接收來自碰撞傳感器的電信號，且點火器點火使密封破裂，以釋放氣體，並可選地點燃混合充氣機中的發生劑。

如在US 5,076,607、US 5,462,307和US 5,584,505中所教導的，為了提高可靠性，可使用機械裝置來破壞密封，並且全都使用機械活塞來破壞密封。這些活塞將在衝擊期間可靠地打破密封，但當活塞運動進入相對於擴散器通道為開口阻擋構造中時，這些活塞可能引起氣體的不穩定釋放。這可能引起一個或多個開口中的阻塞，從而可能導致與均勻的氣流相關的問題並產生在通常的推力不變擴散器中不期望的推力效果。為了避免該情形，已將擴散器定位在一側上或甚至定位在遠端處。然而，這使得充氣機體積大或長於不這樣定位所需要的。

本發明以更簡單且更有效的方式克服了這些缺點，不僅避免流動開口被阻塞的可能性，還允許充氣機使用更高的壓力和更廉價的氣體。

技術實現要素：

本發明具有充氣機殼體、擴散器、易破閉合件和點火器組件。

充氣機殼體存儲受壓的充氣氣體。易破閉合件將受壓充氣氣體密封在充氣機殼體內部。擴散器具有多個孔用於引導氣流。

點火器組件具有點火器殼體、電致動且裝配在點火器殼體端部中的引火器和附接(固定)至點火器殼體的可縮回活塞。在致動引火器時，可縮回活塞推進，對易破閉合件進行衝擊和破壞，從而釋放氣體，隨著受壓氣體釋放出擴散器，可縮回地推動活塞回到點火器殼體中或點火器殼體上。

點火器組件具有點火器殼體，點火器殼體構造為在第一端處接納引火器。引火器具有電連接件，電連接件延伸以附連至用於致動引火器的接線連接件。組件附接至擴散器的端部，且使得可縮回活塞在與第一端相對的第二端處附連至點火器殼體，並使可縮回活塞與易破閉合件對準。點火器殼體在引火器與可縮回活塞之間具有開口通道或腔室。可縮回活塞適應於一體地裝配入腔室內或從外部裝到腔室上，從而在所述第二端處閉合腔室。

可縮回活塞具有具有減小直徑的碰撞件或衝擊部。衝擊部在點火器殼體處從基座起延伸至衝擊端或衝擊末端。衝擊部的長度至少有幾毫米。在組裝時，衝擊端固定在離易破閉合件的破裂部一距離(d)處。可縮回活塞具有中空排氣套管部，中空排氣套管部的尺寸定為裝配在點火器殼體上或優選地裝配在點火器殼體的腔室內部。套管部和點火器殼體可形成為圓柱形管道，圓柱形管道的尺寸定為在組裝時裝配在一起。套管部從活塞的基座起延伸，且其長度(e)大於衝擊端與易破閉合件的破裂部之間的距離(d)。這允許活塞由於引火器的點火而推進，以使易破閉合件在衝擊時破裂或打破，並允許活塞行進小於(e)的距離，並被破裂的閉合件或充氣機殼體止擋。對衝擊和行進距離的該控制保持套管至少部分在點火器殼體上或點火器殼體內。套管具有一個或多個、優選地為兩個排氣孔，以釋放由引火器所產生的氣體壓力。隨著氣體向外排出，受壓充氣機氣體將活塞推回點火器殼體上或點火器殼體中至縮回位置。

可縮回活塞被點火器殼體引導並在充氣機內的擴散器位置處保持對中(居中)。這阻止了可縮回活塞脫開，且成為對任何氣流開口的阻礙。

在優選的實施例中，可縮回活塞可在基座處或附近包括周向槽，這些槽提供以壓配關係就地保持活塞和點火器殼體的手段，以在引火器被致動時允許更可預期的分離。

附圖說明

將參照附圖僅以示例的方式描述本發明，附圖中：

圖1是本發明的充氣機的平面圖，以剖視圖示出了點火器組件、擴散器和易破閉合件的各部分。

圖2是本發明的擴散器和點火器組件的剖視圖。

圖3是本發明的擴散器和點火器組件的立體圖。

圖4是擴散器的剖視圖。

圖5是易破閉合件的立體圖。

圖6A是可縮回活塞的頂部的立體圖。

圖6B是從套管部的開口端看的可縮回活塞的頂部的立體圖。

圖6C是可縮回活塞的平面圖。

圖7A－7C示出了活塞如何在致動時運動而不從點火器殼體脫開。

圖8是替代的實施例，其中，可縮回活塞裝配在點火器殼體上。

具體實施方式

參考圖1，示出了充氣機。充氣機10被示出具有壓力容器12，受壓氣體被包含並保持在由易破閉合件40密封的壓力容器12中。如所示的，易破閉合件40將充氣氣體與擴散器30和點火器組件20分離。如所示的，點火器組件20具有引火器(squib)60，引火器60帶有電連接件62，電連接件62可附連至接線連接件，以接收電信號來致動引火器60。點火器組件20還具有點火器殼體22，如所示的，可縮回活塞50被放置於點火器殼體22內。

如圖2中進一步示出的，整個組件牢固地固定在擴散器30中。在圖2中，示出了局部剖視圖，其中，點火器殼體22已被剖開，從而暴露出引火器60的一部分和可縮回活塞50。在圖2中，圍繞在點火器組件20外部所示出的是金屬絲過濾網70。該過濾網70將捕獲從擴散件30噴射出的任何推進劑或碎屑。

圖3是完全組裝好的點火器組件20的立體圖，示出了點火器殼體22，其中，可縮回活塞50被插入點火器殼體22內部並固定至點火器殼體22，使得整個組件成為一個用於使易破閉合件40破裂的緊湊的裝置。

參考圖4，擴散器30被示出具有多個開口32，多個開口32允許氣體被排出以例如充填安全氣囊。擴散器30具有大端34壓力容器12，該大端34翻卷在點火器殼體22的相鄰端周圍。在擴散器30的相對的小端36處是開口36a。端部36被插入壓力容器12的開口端中。該構造將擴散器30固定地安裝至壓力容器12；擴散器30可在示出為位置14的位置處被焊接或以其它方式固定至壓力容器12。

參考圖5，以立體圖示出了易破閉合件40，易破閉合件40具有凸緣42，凸緣42如圖1和2中所示裝配在擴散器上。該凸緣42密封住擴散器30，並阻止氣體過早地從殼體釋放。如所示的，易破閉合件40向內延伸至擴散器30中，從而使得圓柱形部44延伸進入擴散器30，其中，圓錐形部46延伸至破裂部48，破裂部48具有足夠小的直徑，該直徑小到使得易破閉合件40能夠在引火器60的致動時輕易地被可縮回活塞50造成的衝擊所破壞。如所示的，易破閉合件40提供獨特的機械結構，該機械結構能夠吸收可縮回活塞50的衝擊載荷，從而使得破裂部48在被衝擊時利落地打破，但由於易破閉合件40的剩餘部分的結構完整性而阻止活塞50運動得更遠。

參考圖6A、6B和6C，示出了可縮回活塞50。可縮回活塞50具有圓柱形套管52。圓柱形套管52具有多個開口54，多個開口54允許在致動時由引火器產生的氣體從套管52內部排出，從而當在易破閉合件40處發生破裂時，允許可縮回活塞50被離開壓力容器12的受壓氣體移動，並允許降低內部壓力。可縮回活塞50的衝擊端55的尺寸定為具有對應於易破閉合件40的破裂部48的直徑。如所示的，可縮回活塞50的直徑稍小於破裂部48，因而在衝擊時，可縮回活塞50可進入易破閉合件40一小段距離。如所示的，衝擊端55是稍圓柱形的，然後，其向外張開至一增加的直徑、到達可縮回活塞50的基座部58。圍繞基座部58的外周緣是突出環59。如所示的突出環59以壓配關係而緊裝配至點火器殼體22中，使得當引火器60被激活時，裝置的將活塞50與點火器殼體22保持在一起的該部分被壓力克服，從而允許可縮回活塞50向前推進以破壞易破閉合件40。如所示的，當閉合件40被破壞時，由於沿基座58與端部55之間的彎曲或圓錐形部段57的增加的直徑，活塞50限制了行進的量。這阻止裝置使其不能延伸遠於一固定距離。一旦延伸到該距離，活塞50就停止。隨著可縮回活塞50向前運動，開口54由於活塞50相對於點火器殼體22運動而暴露。隨著開口54暴露，內部氣體被釋放，且如前所述，由於所導致的氣體從壓力容器12湧入擴散器30中，故而允許活塞50被縮回。由於可縮回活塞50從不脫離與點火器殼體22的內表面的接觸，故而，可縮回活塞50完美對中，且在存儲氣體釋放時，可縮回活塞50會運動回到或接近其在點火器殼體22內部的原始位置。這確保了可縮回活塞50不會變得脫開或運動進入阻擋擴散器30的任何開口32的位置。這獨特地允許了擴散器30以性能的高可靠性運行，而不引起對從混合或氣體填充的充氣機中排出的氣流任何不正常的阻礙。

圖7A、7B和7C示出了點火器組件20的視圖，其中，如上所述的活塞50裝配入點火器殼體22中，並示出了易破閉合件40與衝擊端55之間的距離。在圖7A的步驟一、引火器60的預點燃(步驟)中，充氣機10以其完全加載位置被示出。在引火器60的致動時，參見圖7B，引火器60中的推進劑將可縮回活塞50向前推動，從而破壞易破閉合件40的破裂部48。隨著活塞50的衝擊端55刺穿易破閉合件40，由引火器推進劑所產生的氣體通過可縮回活塞50的套管中的開口54被射出。參見圖7C，隨著氣體從點火器殼體22內部排出且可縮回活塞50經歷壓力容器12內部的壓降，充氣氣體將可縮回活塞50推回進入點火器殼體22中，回到完全或幾乎完全縮回的位置；在該位置，充氣氣體也通過擴散器30的排氣開口32被排出或釋放以使安全氣囊(未示出)充氣。如所示的，可縮回活塞50從不脫離與點火器殼體22的接觸，且由此，可縮回活塞50在整個致動過程中完全對中。這確保了整個點火器組件20可執行其以下功能：由可縮回活塞50的衝擊引起的刺穿並破壞易破閉合件40的破裂部48，可縮回活塞50接著被同心地推回殼體中，使得點火器組件20不會阻擋任何擴散器開口32或阻止所示任何氣流。

參考圖8，示出了本發明的替代實施例，其中，可縮回活塞50安裝在點火器殼體22的外表面上，使得點火器殼體22作為用於可縮回活塞50安置於其上的圓柱形立柱或引導件。其功能與其它點火器殼體22的功能基本相同，該點火器殼體22也阻止可縮回活塞50從點火器殼體22脫開，並因而阻止對擴散器氣體排氣開口32的任何可能阻礙。

進一步參考圖7，重要的是注意到可縮回活塞50的衝擊端55與易破閉合件40之間的間隙設定為距離(d)。套管52延伸的長度為距離(e)。距離(e)比距離(d)長得多，因而如前所述，在刺穿破裂部48時，可縮回活塞50的基座58與衝擊端55之間的具有增加直徑的表面57推壓閉合件40。這阻止了進一步運動並限制使得運動的距離總是小於尺寸(e)。在這些情形中，從充氣機10內部施加的壓力推壓活塞50，從而迫使活塞50如前所述回到點火器殼體22中或點火器殼體22上。

如所示的，重要的是注意到閉合件40的形狀和活塞衝擊端55已被設計成使得閉合件40不僅是半球形或拱頂形，而是在頂部中包含平坦(平面)區域，以被活塞端部55衝擊並緊接著被圓錐形區域57衝擊。該平坦區域必須在端部55的衝擊閉合件40中的平坦區域的路徑上，以在材料由於衝壓應力造成較弱之處使其破裂並彎曲成圓形角部，因而如規則的盤狀物那樣系統地分離。接著，活塞通過閉合件40與端部55之間的範圍(半徑)刺入閉合件40內部，且活塞本體50能夠在相對側上使圓錐變形，從而壓迫第二圓形角部，直至冠部的分離，冠部通常保留在活塞端部55中。最後，活塞50通常從閉合件40、中心盤和冠部脫離，冠部可為完整的冠部或斷裂的冠部。想法是要在開口機構中產生標準的行為，從而減少閉合件40的破碎，以避免金屬顆粒的噴射。

在本文中提供的說明書的啟示下，本發明的變型是可能的。儘管已出於描述主要發明內容的目的示出了某些代表性實施例和細節，但對本領域技術人員而言顯而易見的是可從中作出各種變化和修改而不偏離本發明範圍。因而要理解到，可對所描述的具體實施例進行變化，這些變化將在如由以下所附權利要求所限定的本發明的全部預期範圍內。