气体发生器和安全气囊的制作方法

本实用新型涉及一种气体发生器和一种用于机动车的安全气囊。

背景技术：

气体发生器广泛地应用在安全技术领域中，特别是应用在安全气囊中。此外，例如也可以应用在预紧式安全带中。用于机动车的安全气囊通常包括气体发生器以及与气体发生器连接的可膨胀的气袋。当机动车在运行中发生紧急状况，例如碰撞或翻车时，气体发生器可以被触发并且从而迅速产生大量的气体，气体填充到可膨胀的气袋中，膨胀的气袋起到保护车辆乘员的作用。

在一些气体发生器中，可以通过将产气药点爆而产生气体，这种气体发生器可以称为烟火式气体发生器。在一些气体发生器中，可以在点火装置的周围布置点火药，其中，点火药能被点火装置点燃，然后燃烧的点火药导致产气药的点燃和燃烧。点火药可以与产气药相同地或不同地构成。例如点火药可以比产气药具有更好的易燃性。在一些气体发生器中，可以通过将至少两种组分混合并且通过紧接着的这些组分的化学反应而产生大量的气体。

在实践中已知单级气体发生器和双级气体发生器。单级气体发生器包括一个装药室和一个点爆器。当点爆器被激活时，接纳在装药室内的产气药被一次性地全部点燃。双级气体发生器包括两个分装药室和两个点爆器，其中一个分装药室和其中一个点爆器形成第一级，另一个分装药室和另一个点爆器形成第二级。第一级和第二级可以同时被点爆，也可以在时间上错开地被点爆。例如在配备具有双级气体发生器的安全气囊的机动车发生碰撞的情况下，如果碰撞很剧烈或者要被保护的乘员体格较大，那么可以同时点爆气体发生器的第一级和第二级；反之，当碰撞不太剧烈或者要被保护的乘员体格较小时，可以仅仅点爆第一级和第二级之一，或者在时间上错开地点爆第一级和第二级。

一种由实践已知的双级气体发生器具有筒状壳体，过滤器接纳在壳体中，壳体与过滤器共同地限定装药室，在该装药室中设置一个较小的筒状壳体，在该较小的筒状壳体与气体发生器的较大的筒状壳体之间限定第一分装药室，在该较小的筒状壳体内限定第二分装药室。由于第二分装药室嵌套在第一分装药室内部并且由于需要在第一分装药室内设置点爆装置，第二分装药室的容积受到限制。在实践中常见的在第一分装药室与第二分装药室之间的容积比或者说第一级与第二级的输出比为大约8:2。然而在安全气囊的设计中可能期望不同的输出比，例如7:3或者6:4。在这种双级气体发生器中实现这样的输出比是较困难的。

专利文献us8696023b2公开一种双级气体发生器，其包括第一级和第二级，每级包括自己的过滤器和排气口。这种气体发生器零件数量多，壳体部件需要较复杂地设计，不易装配，并且两级之间可以相互影响，以致可能存在两级不按规定的延迟时间先后点爆的风险。

技术实现要素：

从现有技术出发，本实用新型的目的是，提出一种气体发生器和一种用于机动车的安全气囊，其中，气体发生器结构简单，能够灵活地实现不同的输出比，并且工作可靠。

按本实用新型的第一方面，建议一种气体发生器，所述气体发生器包括壳体，所述壳体具有排气口，在所述壳体中接纳过滤器，所述壳体和所述过滤器共同地限定用于接纳产气药的装药室，其所述装药室通过分隔部件分成在壳体的轴向方向上并排设置的第一分装药室和第二分装药室，所述第一分装药室配设有第一点火药筒，所述第二分装药室配设有第二点火药筒，第二分装药室能与所述第一分装药室单向连通，能在第一分装药室中产生的气体能经过所述过滤器从所述排气口排出，能在第二分装药室中产生的气体能依次经过第一分装药室和经过所述过滤器从所述排气口排出。

本实用新型的有益技术效果在于，在按本实用新型的气体发生器中，对于气体发生器的两级，采用共同的过滤器和共同的排气口，气体发生器的零件数量较少，并且气体发生器的壳体可以较简单地设计。此外，可以避免首先工作的第一级对延迟地工作的第二级的不利的影响。另外，通过两个分装药室在轴向方向上并排设置，可以灵活地实现所需的输出比。

在本实用新型的意义中，点火药可以理解成与点火装置直接作用的药剂；产气药可以理解成能被燃烧的点火药点燃的药剂；并且点火药筒可以理解成用于接纳点火药的容器。

点火药在其成分和/或物理形态方面可以与产气药相同地或不同地构成。例如点火药可以与产气药成分相同、但是更精细，并且因此具有更好的易燃性。

在单级气体发生器的情况下，点火药通常可以比产气药具有更好的易燃性。在双级气体发生器的情况下，第一级的点火药通常可以比产气药具有更好的易燃性；如果第二级设计成比第一级延迟地触发，那么在工作时在第一级中的燃烧可以导致第二级的点火药筒的升温，这种升温可以提高第二级的点火药的易燃性，因此可能的是，第二级的点火药可以与产气药相同地构成，这在成本方面可以是有利的。

在一些实施方式中，所述分隔部件可以具有至少一个穿通部，所述穿通部配设有单向的阻隔件，所述阻隔件能单向地截止从第一分装药室到第二分装药室的气流。

在一些实施方式中，所述穿通部可以构成为多个分布设置的通孔。在另外的实施方式中，所述分隔部件可以在边缘与过滤器的内径之间具有缝隙。

在一些实施方式中，所述阻隔件可以构成为面状的部件，优选地，所述阻隔件靠置在分隔部件的朝向第一分装药室的一侧上，其中，在第一分装药室内的压力超过第二分装药室内的压力时，所述阻隔件能被压紧在分隔部件的朝向第一分装药室的一侧上并且从而能封闭所述穿通部，在第一分装药室内的压力低于第二分装药室内的压力时，所述阻隔件能从分隔部件的朝向第一分装药室的一侧上抬起并且从而能释放所述穿通部。在另外的实施方式中，所述阻隔件可以构成为单向阀。在另外的实施方式中，所述阻隔件可以构成为柔性的膜片，该膜片的部分区域粘贴在分隔部件上，并且该膜片的另外的可运动的区域覆盖所述穿通部。

在一些实施方式中，所述阻隔件可以具有面状的基体和设置在基体中的用于接纳第一点火药筒的第一开口以及设置在基体中的用于接纳第二点火药筒的第二开口，所述第一开口和所述第二开口之中的至少一个设有导向边缘。

在一些实施方式中，所述分隔部件可以构造成杯状部件。

在一些实施方式中，所述分隔部件可以压装到第一点火药筒和第二点火药筒上。

在一些实施方式中，所述分隔部件可以在其开口侧被所述壳体直接地或间接地压紧。

在一些实施方式中，所述气体发生器可以包括用于封闭所述杯状部件的装药室盖。

在一些实施方式中，所述分隔部件的周壁可以至少局部地与过滤器具有缝隙。

在一些实施方式中，所述分隔部件可以具有隆起部，所述第一点火药筒的朝向第二分装药室的端部插入在隆起部背侧的凹部中。

在一些实施方式中，所述第一点火药筒和第二点火药筒可以并排地设置在第一分装药室内。

在一些实施方式中，所述第一点火药筒和第二点火药筒在它们的背离第二分装药室的端部上分别设有点爆器。

在一些实施方式中，第一点火药筒的朝向第二分装药室的端部通过分隔部件封闭。

在一些实施方式中，第二点火药筒的朝向第二分装药室的端部穿过分隔部件通入到第二分装药室内。

在一些实施方式中，所述第二点火药筒可以在其朝向第二分装药室的端部的区域中具有肩部，所述分隔部件支撑在所述肩部上。

在一些实施方式中，各点爆器可以集成在一个点爆器模块中，优选地，所述点爆器模块还包括用于第一点火药筒的轴向突起和用于第二点火药筒的轴向突起。

在一些实施方式中，所述壳体可以具有筒状突起，所述点爆器模块可以压装到所述筒状突起上。在一些实施方式中，所述第一点火药筒和第二点火药筒可以压装到相应的轴向突起上。

在一些实施方式中，各点爆器可以集成在一个点爆器模块中，优选地，所述点爆器模块可以包括骨架元件，各点爆器可以通过用塑料材料注塑与骨架元件形成一体，所述塑料材料形成注塑体，所述点爆器模块具有环槽，所述环槽在外侧由骨架元件限定并且在内侧由注塑体限定，所述环槽接纳从气体发生器的壳体朝内伸出的筒状突起。

在一些实施方式中，所述骨架元件可以具有一个底部和一个第一筒状部分，所述第一筒状部分具有第一环肩，所述注塑体具有第二环肩，所述第一环肩和第二环肩共同地形成所述环槽的槽底，所述第一环肩和第二环肩直接地或间接地支撑在所述筒状突起上。

在一些实施方式中，所述点爆器模块还包括两个第二筒状部分，所述第二筒状部分分别限定其中一个轴向突起。

在一些实施方式中，在所述环槽中可以设置密封圈。

在一些实施方式中，所述点爆器的本体可以设置在所述底部的与第一筒状部分背离的一侧上并且被注塑体部分地包围，所述底部具有两个通孔，所述点爆器的引线穿过所述通孔。

在一些实施方式中，所述注塑体可以包括：一个接纳在第一筒状部分中的并且与所述底部和/或第一筒状部分一体地连接的第一柱状区段、两个分别接纳在所述底部的一个通孔中的第二柱状区段以及两个分别接纳在所述骨架元件的一个第二筒状部分中的并且与所述底部和/或第二筒状部分一体地连接的第三柱状区段。

在一些实施方式中，所述壳体可以包括第一壳体部件和第二壳体部件。在一些实施方式中，所述第一壳体部件可以构成为杯状部件，并且所述第二壳体部件可以构成为盖状部件。

在一些实施方式中，所述第一壳体部件可以具有筒状突起器。在一些实施方式中，所述第二壳体部件可以具有所述排气口。

在一些实施方式中，所述过滤器的两个端部可以支撑在第一壳体部件的底部和第二壳体部件的底部上。

在一些实施方式中，所述过滤器的朝向第一壳体部件的第一端部可以与第一壳体部件的底部隔开距离，其中，所述第一壳体部件具有多个朝内伸出的径向突起，所述过滤器的第一端部支撑在所述径向突起上。

按本实用新型的第二方面，建议一种用于机动车的安全气囊，所述安全气囊包括能被充气的气袋，所述安全气囊包括按本实用新型的气体发生器，所述气袋能与所述气体发生器的排气口连通。

另外，建议一种用于制造气体发生器的方法，所述方法包括以下步骤：

提供第一壳体部件，所述第一壳体部件具有筒状突起；

将一个点爆器模块压装到所述筒状突起上，所述点爆器模块包括用于第一点火药筒的点爆器和用于第二点火药筒的点爆器以及用于第一点火药筒的轴向突起和用于第二点火药筒的轴向突起；

将第一点火药筒和第二点火药筒分别以它们的第一端部压装到相应的轴向突起上；

将过滤器装入到第一壳体部件中；

在第一点火药筒内装填点火药；

在第二点火药筒内装填点火药；

在第一分装药室内装填产气药；

安装阻隔件；

安装分隔部件；

在第二分装药室内装填产气药；

将第二壳体部件压装到第一壳体部件上，并且将第二壳体部件与第一壳体部件连接。

在一些实施方式中，在第二分装药室内装填产气药之后，并且在将第二壳体部件压装到第一壳体部件上之前，可以用装药室盖封闭第二分装药室。

在一些实施方式中，所述步骤“安装阻隔件”可以包括：将阻隔件在第一和第二点火药筒的朝向第二分装药室的端部的区域上套装在第一和第二点火药筒上。

在一些实施方式中，所述步骤“安装分隔部件”可以包括：压装分隔部件，使得所述第一点火药筒的朝向第二分装药室的端部插入在隆起部背侧的凹部中，并且使得所述分隔部件支撑在所述肩部上。

在此要指出的是，在本申请中记载的技术特征可以任意地相互组合，只要它们不是相互矛盾的。所有在技术上可行的特征组合都是在本申请中记载的技术内容。

附图说明

下面结合附图参照具体实施方式来更具体地说明本实用新型。示意性的附图简要说明如下：

图1是按本实用新型的第一实施方式的气体发生器的纵剖视图；

图2是按图1的气体发生器的分隔部件的透视图；

图3是按图1的气体发生器的阻隔件的透视图；

图4是按本实用新型的第二实施方式的气体发生器的纵剖视图；并且

图5是按本实用新型的第三实施方式的气体发生器的纵剖视图。

具体实施方式

下面首先参考图1～3说明按本实用新型的第一实施方式的气体发生器，其中，图1是该气体发生器的纵剖视图，图2是该气体发生器的分隔部件的透视图，并且图3是该气体发生器的阻隔件的透视图。

所述气体发生器包括壳体，在所述壳体中接纳过滤器3，过滤器通常构造成筒状的。所述壳体和所述过滤器共同地限定用于接纳产气药的装药室20。所述壳体包括第一壳体部件1和第二壳体部件2，其中，所述第一壳体部件1构成为杯状部件，并且所述第二壳体部件2构成为盖状部件。所述第一壳体部件1具有筒状突起7，并且所述第二壳体部件2具有排气口6，所述排气口例如可以构成为缝槽或者排气孔。所述过滤器3的两个端部支撑在第一壳体部件1的底部和第二壳体部件2的底部上。

所述装药室20通过分隔部件15分成在壳体的轴向方向上并排设置的第一分装药室20a和第二分装药室20b，所述第一分装药室20a配设有第一点火药筒11，所述第二分装药室20b配设有第二点火药筒13。第二分装药室20b能与所述第一分装药室20a单向连通，其中，如图2所示，所述分隔部件15具有多个分布设置的通孔23，这些通孔能被如图3所示的阻隔件16单向地截止。因此，能在第二分装药室20b中产生的气体能依次经过第一分装药室20a和经过所述过滤器3从所述排气口6排出，但是能在第一分装药室20a中产生的气体不能反向地进入到第二分装药室20b中。

分隔部件15可以构造成杯状部件。分隔部件15可以具有开口21，用于使得分隔部件15能以该开口21套装到第二点火药筒13的一个端部上。可选地，所述第二点火药筒13可以在该端部的区域中具有肩部，所述分隔部件15可以支撑在所述肩部上。分隔部件15可以具有隆起部22，分隔部件15可以如此压装在第一点火药筒11的一个端部上，使得第一点火药筒11的该端部插入在隆起部22背侧的凹部中。分隔部件15可以配设有装药室盖17，用于封闭装药室20或者说第二分装药室20b。

如图3所示，所述阻隔件16可以构成为面状的部件，所述阻隔件16靠置在分隔部件15的朝向第一分装药室20a的一侧上。所述阻隔件16可以具有面状的基体和设置在基体中的用于接纳第一点火药筒11的第一开口24以及设置在基体中的用于接纳第二点火药筒13的第二开口25，所述第二开口25可以设有导向边缘26。在第一分装药室20a内的压力超过第二分装药室20b内的压力时，所述阻隔件16被压紧在分隔部件15的朝向第一分装药室20a的一侧上并且从而封闭所述通孔23。在第一分装药室20a内的压力低于第二分装药室20b内的压力时，所述阻隔件从分隔部件15的朝向第一分装药室20a的一侧上抬起并且从而释放所述通孔23。

所述第一点火药筒11和第二点火药筒13并排地设置在第一分装药室20a内，所述第一点火药筒11和第二点火药筒13在它们的背离第二分装药室20b的端部上分别设有点爆器12、14，第一点火药筒11的朝向第二分装药室20b的端部通过分隔部件15封闭，第二点火药筒13的朝向第二分装药室20b的端部穿过分隔部件15通入到第二分装药室20b内。

各点爆器12、14可以集成在一个点爆器模块中。所述点爆器模块包括骨架元件8，各点爆器12、14通过用塑料材料注塑与骨架元件8形成一体，所述塑料材料形成注塑体18。所述点爆器模块具有环槽，所述环槽在外侧由骨架元件8的第一筒状部分9限定并且在内侧由注塑体18的第一柱状区段限定，所述环槽接纳从气体发生器的壳体朝内伸出的筒状突起7，特别是所述点爆器模块可以压装到筒状突起7上。

所述第一筒状部分9具有第一环肩，所述注塑体18的第一柱状区段具有第二环肩，所述第一环肩和第二环肩共同地形成所述环槽的槽底，所述第一环肩和第二环肩直接地或间接地支撑在筒状突起7上。在所述环槽中可以设置密封圈19。

所述点爆器模块还包括用于第一点火药筒11的轴向突起和用于第二点火药筒13的轴向突起。所述第一点火药筒11和第二点火药筒13可以压装到相应的轴向突起上。两个轴向突起可以被骨架元件8的相应的第二筒状部分10限定，所述第二筒状部分10设置在所述骨架元件8的底部的与第一筒状部分9相反的一侧上。

骨架元件8例如可以由金属或陶瓷制成，其可以与点爆器12、14一起放入到注塑模具中进行注塑。注塑体18可以包括一个第一柱状区段、两个在骨架元件8的底部的通孔的区域中的第二柱状区段以及两个由第二筒状部分10限定的第三柱状区段。第二筒状部分10可以是骨架元件8的一体的组成部分，或者作为单独的部件安装在、例如压装在骨架元件8上。

图4是按本实用新型的第二实施方式的气体发生器的纵剖视图。按图4的实施方式与按图1～3的实施方式的主要区别在于：过滤器3具有减小的高度；分隔部件15没有如图1和2所示的隆起部22；所述分隔部件15的周壁局部地与过滤器3具有缝隙。在此，所述过滤器3的朝向第一壳体部件1的第一端部与第一壳体部件1的底部隔开距离，其中，所述第一壳体部件1具有多个朝内伸出的径向突起5，所述过滤器3的第一端部支撑在所述径向突起5上。在其他方面，可以参考对图1～3的说明。

图5是按本实用新型的第三实施方式的气体发生器的纵剖视图，该实施方式与按图1的实施方式的主要区别在于点爆器模块。在图5所示的实施方式中，点爆器模块的轴向突起仅在部分高度上被骨架元件的第二筒状部分10包围，换言之，由注塑材料形成的注塑体18在轴向突起的区域中超出骨架元件的第二筒状部分10。在其他方面，可以参考对图1的说明。

按图1～5的气体发生器可以容易地装配，特别是可以按照以下步骤进行装配：

提供第一壳体部件1，所述第一壳体部件具有筒状突起7；

将一个点爆器模块压装到筒状突起7上，所述点爆器模块包括用于第一点火药筒11的点爆器12和用于第二点火药筒13的点爆器14以及用于第一点火药筒11的轴向突起和用于第二点火药筒13的轴向突起；

将第一点火药筒11和第二点火药筒13分别以它们的第一端部压装到相应的轴向突起上；

将过滤器3装入到第一壳体部件1中；

在第一点火药筒11内装填点火药；

在第二点火药筒13内装填点火药；

在第一分装药室20a内装填产气药；

安装阻隔件16，其中，将阻隔件16在第一和第二点火药筒11、13的朝向第二分装药室20b的端部的区域上套装在第一和第二点火药筒11、13上；

安装分隔部件15；

在第二分装药室20b内装填产气药；

用装药室盖17封闭第二分装药室20b；

将第二壳体部件2压装到第一壳体部件1上，并且将第二壳体部件2与第一壳体部件1连接。

按图1～5的气体发生器在工作时可以根据需要同时地或者在时间上错开地激活两级，或者仅仅激活其中一级。例如包括第一点火药筒11和第一点爆器12的第一级可以先工作，然后包括第二点火药筒13和第二点爆器14的第二级可以延迟地工作，以便符合需要地产生气体，所产生的气体然后通过排气口6例如填充到未示出的安全气囊的气袋中。所述排气口6可以被暂时地封闭，这些排气口6可以在装药室内的压力达到预定的阈值时被释放。

在上述实施方式中，在点火药筒中的点火药可以与在装药室中的产气药相同地或不同地构成，例如点火药可以比产气药具有更好的易燃性。可能的是，例如在点火药筒13中，在与点爆器14相邻的区域中放置具有较好易燃性的点火药，而在点火药筒13的其余区域中放置与产气药相同的点火药。另外也可能的是，在整个第二点火药筒13中的点火药可以与在第一分装药室中的产气药相同地构成。例如，在包括第二点火药筒13和相应的点爆器14的第二级设计成比包括第一点火药筒11和相应的点爆器12的第一级延迟地触发的情况下，在第一级中的燃烧会导致第二点火药筒13的升温，这种升温可以提高第二点火药筒13中的点火药的易燃性，于是与在第一分装药室中的产气药相同地构成的、在第二点火药筒13中的点火药可以在升温的情况下被点爆器14可靠地点燃。在此情况下，在第二点火药筒13中的点火药也可以称为“产气药”。

最后要指出的是，上述具体实施方式仅仅用于理解本实用新型，而不对本实用新型的保护范围构成限制。对于本领域技术人员来说，在具体实施方式的基础上可以做出修改，这些修改都不脱离本实用新型的保护范围。