用于机动车辆安全气囊系统的阀及用于机动车辆的安全气囊系统的制作方法

本发明涉及一种用于机动车辆安全气囊系统的阀。本发明还涉及一种具有这种阀的用于机动车辆的安全气囊系统。

背景技术：

在用于机动车辆的常规的安全气囊系统中，发生碰撞时安全气囊点火装置即启动。然后，气体流入安全气囊以对安全气囊进行充填。

希望提供一种用于机动车辆安全气囊系统的阀，它能对安全气囊进行可变的/不同的充填。还希望提供一种安全气囊系统，它能对安全气囊进行可变的充填。

技术实现要素：

根据至少一种实施方式，一种用于机动车辆安全气囊系统的阀具有壳体。壳体沿纵向轴线延伸。壳体围绕一空腔。壳体围绕空腔的方式是使得构成一渐缩/收缩部分。此外，壳体还围绕一控制室。所述阀具有可电气切换的先导阀。先导阀选择性地使控制室的先导孔开通或封闭。所述阀具有活塞。活塞设置在空腔中。活塞可沿纵向轴线相对于壳体移动。所述阀具有平衡管路。平衡管路将所述阀的输入端与控制室相连接，用于实现输入端和控制室之间的流体连通。在渐缩部分上构成一密封座，以便在封闭/关闭位置阻止从所述阀的输入端流向输出端的气流。在封闭位置，活塞与密封座接触。在其他位置，尤其是当活塞不与密封座接触时，允许从输入端流向输出端的气流。控制室设置在活塞的背离密封座的一侧。活塞在面向密封座的一侧具有第一直径。活塞在对向的一侧具有第二直径。第一直径小于第二直径。

所述阀尤其用作安全气囊的充填阀。所述阀可实现从气体发生器到安全气囊的有针对性的气体计量。由此，安全气囊例如可根据事故过程以可变的方式充填气体。作为替代选择或附加措施，可根据使用者的体重和/或体型大小借助所述阀对安全气囊进行充填。例如，在碰撞无法避免时，可在碰撞之前的阶段借助所述阀预先对安全气囊进行充填，并在进一步的过程中适配事故过程有针对性地执行安全气囊的充填。所述阀能调控从气体发生器进入安全气囊的气流。所述阀稳固且紧凑。由于第二直径大于第一直径，所以可用一小规格的先导阀对相对较大的流量进行控制。

在先导阀关闭时，活塞的面向密封座的一侧和活塞的对向的一侧充满大约相同的压力。所述压力可通过平衡管路平衡。在先导阀打开时，气体通过先导孔流出控制室。由此，减小了活塞在背离密封座一侧的压力。活塞因由此产生的作用力从密封座上移开，并由此开通从输入端到输出端的气流。

根据至少一种实施方式，平衡管路设置在活塞中。这能使平衡管路的建立简单、有效。作为替代选择或附加措施，平衡管路设置在壳体中。这例如能使平衡管路的横截面更大。

根据至少一种实施方式，所述阀具有弹簧，以便朝着密封座的方向在活塞上施加作用力。弹簧的一端例如支撑在活塞上，对向的一端支撑在壳体上。由此，弹簧将活塞压靠在密封座上。由此在所述阀打开时可实现活塞的被限定的位置。因此，可更加明确地对所述阀的切换时间进行限定。尤其是，由弹簧导致的预紧力要小于控制室中的压力产生的力。根据弹簧和活塞的第二直径以及控制室中的压力，可对使所述阀打开的阀开启压力进行设定。

根据至少一种实施方式，可对第一直径与第二直径的比率加以设定，使得在封闭位置，当输入端中和控制室中的压力平衡时，一规定的封闭力朝着密封座的方向作用在活塞上。根据两个直径彼此之间的比率，可根据压力对封闭力进行设定。第二直径与第一直径相比越大，朝着密封座的方向由此产生的推压活塞的作用力就越大。

根据至少一种实施方式，先导阀具有衔铁，该衔铁可根据先导阀的通电情况相对于壳体移动。先导阀具有密封件，该密封件与先导阀的衔铁相联接。密封件可相对于先导孔移动，以选择性地封闭或开通先导孔。就像整个先导阀一样，衔铁可构建得比较小。由于第二直径大于第一直径，因此在操作过程中仍然有足够大的作用力对所述阀进行开通和关闭。线圈通电时，衔铁例如由于线圈和极靴的磁力被移动。

根据至少一种实施方式，先导孔的横截面与平衡管路的横截面的比率的设定方式是，在先导孔开通时，控制室中的压力小于使活塞从密封座抬起的最小压力。由此确保先导阀开通时，所述阀在预定的时间可靠地开通。例如，先导孔的横截面大于平衡管路的横截面，尤其是大于输出管路的最小横截面。由此，流出控制室的气体量要多于通过平衡管路补充流入控制室的气体量。作为替代选择，平衡管路的横截面大于先导孔的横截面。这样可在输入端和控制室之间快速实现压力平衡。

根据至少一种实施方式，先导阀被设计为不通电时打开的阀。由此，即使在断电情况下也可对安全气囊进行充填。

根据至少一种实施方式，先导阀被设计为不通电时关闭的阀。这样即使在所述阀断电的情况下，也可阻止所述阀的过度充填。

根据至少一种实施方式，用于机动车辆的安全气囊系统具有所述阀。根据至少一种实施方式，安全气囊系统具有与输入端相连接的气体发生器。气体发生器是热气体发生器、冷气体发生器和/或混合气体发生器。例如，气体发生器设置为提供压力可高达700巴的气体。安全气囊系统具有与输出端相连接的安全气囊。由此，气体发生器的气体可借助所述阀将气体一次性地或反复地输入给安全气囊。

附图说明

其他优点、特征和其他结构形式也从以下结合附图解释的示例中得出。相同、相似和等效的要素可配置相同的附图标记。

其中：

图1为根据一实施例的阀的示意图，

图2为根据一实施例的阀的示意图，

图3为根据一实施例的阀的示意图，以及

图4为根据一实施例的阀的示意图。

具体实施方式

图1示出根据一实施例的用于机动车辆安全气囊系统的阀100的示意图。阀100用于计量取出从气体发生器(未明确示出)到安全气囊(未明确示出)的气体。具有安全气囊、阀100和气体发生器的安全气囊系统例如是机动车辆的安全约束系统的一部分。它用于例如在机动车辆发生碰撞时防止乘员受伤。

例如，如果碰撞不可避免，则在碰撞前借助传感器加以识别。由此，这所谓的预碰撞阶段处于碰撞时间点之前。阀100例如可在这所谓的预碰撞阶段就已对安全气囊进行部分充填。即使在碰撞后，也能根据需要借助阀100对安全气囊进行充填。例如，在多个不同的时间点借助阀100分别将不同量的气体计量加入安全气囊中。作为替代选择或附加措施，可根据其他影响参数借助阀100对安全气囊进行充填，所述其他影响参数例如是使用者的体型大小和/或重量等使用者特性。阀100使安全气囊能适配事故过程有针对性地进行充填。阀100能调控从发生器到安全气囊中的气流。由此可调控安全气囊的充填过程。尤其是能以时间上错开的方式多阶段地进行充填。

阀100具有壳体20。壳体20例如由多个单独的部分组装而成。壳体20沿纵向轴线21延伸。壳体20围绕一空腔22。空腔22也同样沿纵向轴线21延伸。

阀100具有输入端1。输入端1尤其与空腔22相连接。在可准备使用的状态下，输入端1与气体发生器相连接，以使气体可从气体发生器流入输入端1。

阀100具有输出端14。在可准备使用的状态下，输出端14与安全气囊相连接，以使来自阀100的气体可通过输出端14进入安全气囊。

阀100用于控制输入端1和输出端14之间的气流。

阀100具有活塞3。活塞3设置在空腔22中。活塞3可沿纵向轴线21相对于壳体20移动。

在所示的位置，活塞3在一侧(侧部、侧面)23与壳体20的密封座2接触。在此封闭位置，活塞3借助与密封座2的接触阻止气体从输入端1流向输出端14。

密封座2尤其构成在壳体20的渐缩部分17上。在渐缩部分17上，空腔具有与纵向轴线21垂直交叉、比渐缩部分17的外部更小的直径。

为了使活塞3移动并由此打开和关闭阀100，阀100具有先导阀15。先导阀15是可电气切换的阀。先导阀15具有线圈11，其在可准备使用的状态下与一供电装置相连接。此外，先导阀15还具有极靴10。极靴10和线圈11与壳体20耦接。先导阀15具有衔铁8，它可沿纵向轴线21相对于极靴11和壳体20移动。先导阀15的压缩弹簧9朝活塞3的方向推压衔铁8。先导阀15的密封件7与衔铁8联接。密封件7随衔铁8沿纵向轴线21移动。

壳体20具有先导孔6。先导孔6可借助先导阀15的密封件7封闭。如果密封件7从先导孔6移开，则先导孔6被开通。

在图1所示的实施例中，先导阀15被设计为不通电时关闭的阀。弹簧9将密封件7朝先导孔6推压。在断电状态下，密封件7由此封闭先导孔6。如果电流流过线圈11，则有磁力逆着压缩弹簧9的弹力起作用。这使衔铁8移动，并由此使密封件7离开先导孔6。由此使气流可以通过先导孔6。

在活塞3中设置有平衡管路4。平衡管路4能使气体从输入端1流到控制室5。平衡管路4能在输入端1和控制室5之间实现流体连通。控制室5和输入端1尤其借助平衡管路4实现彼此的气动连接。

控制室5设置在先导孔6和活塞3之间。控制室5设置在活塞3的背离密封座2的一侧24。如果密封件7处于其封闭位置，则控制室由活塞3和密封件7限定。此外，壳体20也对控制室5进行限定。在运行中，气体可通过平衡管路4到达控制室5。在密封件7开通时，气体可通过先导孔6流出控制室5。在密封件7封闭时，平衡管路4可在控制室5和输入端1之间实现压力平衡。

活塞3在面向密封座2的一侧23具有与纵向轴线21垂直交叉的第一直径25。活塞3在面向控制室5的一侧24具有第二直径26。第二直径26大于第一直径25。活塞3被设计为使其至少部分地在朝向一侧23的方向上渐缩成锥形。由此，活塞3的一侧23的与纵向轴线21垂直交叉的面积小于活塞3的一侧24的与纵向轴线21垂直交叉的面积。

可移动的活塞3可借助先导阀15来控制。不通电时，先导阀15通过压缩弹簧9的弹力用密封件7封闭先导孔6。压缩弹簧9被固定在可移动的衔铁8和极靴10之间的区域中。在向线圈11施加电流时，产生一磁场。由此在衔铁8和极靴10之间产生磁力，该磁力与压缩弹簧9的弹力相逆地起作用。在衔铁8与极靴10之间的磁力克服压缩弹簧9的弹力的时间点，先导阀15被切换。衔铁8与极靴10之间沿纵向轴线21的间距减小，并且密封件7使先导孔6的横截面开通。由此，气体可流过先导孔6。气体例如通过一个出口12或多个这样的出口被导向至输出端14。

活塞3被设计为座阀(sitzventil)。在封闭状态下，活塞3通过与密封座2的接触来封闭阀100。在密封座2上，活塞3具有第一直径25，它小于活塞3的外径。在运行时供输入端1中的气体压力作用在其上的、活塞3的一侧23的面积由密封座2的直径预先确定。在运行时供控制室5中的气体压力作用在其上的、活塞3的一侧24的面积由活塞3的第二直径26预先确定，该第二直径尤其与活塞3的外径相对应。

因此，在控制室5的区域中活塞3的一侧24处的面积大于在密封座2的区域中活塞3的一侧23处的面积。如果活塞3在控制室5中和在密封座2上同时被施加相同的压力，由于一侧24处的面积较大，有较大的作用力从控制室5的区域朝着密封座2的方向作用在活塞3上，该作用力大于从输入端1和密封座2沿着背离密封座2的方向作用在活塞3上的作用力。因此，活塞3封闭并压靠在密封座2上。

如果气体发生器被致动，则阀100的输入端1中的压力增大。气体压力也存在于密封座2的区域中。在不通电时关闭型的设计中，先导阀15是关闭的。由于在密封座2处的输入端1区域内的滞止压力，气体通过平衡管路4进入控制室5中。短时间后，控制室5中的压力与在密封座2的区域内输入端1中的压力平衡。活塞3继续对阀进行封闭。

为了计量从输入端1到输出端14以及到安全气囊的气体量，先导阀15被通电。然后，先导阀15开通先导孔6。由此，控制室5中的压力下降。活塞发生切换，并由此使密封座2的区域中的横截面开通。因此，气体可从输入端1沿着密封座2到达出口13，进而到达输出端14。来自先导阀15的出口12和来自出口13的气体流量被汇集并输入到输出端14提供给安全气囊。

为了重新阻止气体流量流向输出端14，先导阀15又被封闭。然后，在控制室5和输入端1之间重新进行压力平衡。由于第二直径26更大并由此产生更大的作用力，活塞3又被压靠在密封座2上。

通过控制先导阀15，可一次性地或反复地向安全气囊输入一定量的气体。

图2示出根据另一实施例的阀100。阀100基本上对应于图1中的实施例。与图1的区别是，先导阀15被设计为不通电时打开的阀。压缩弹簧9将密封件7从先导孔6推压开。在气体发生器被致动的情况下，阀100被开通，并且活塞3设置成与密封座2隔开。由此，气体从输入端1到达输出端14。

当电流施加到线圈11时，先导孔6被关闭。由于活塞3被压向密封座2，故而阀100也被关闭。

图3示出根据另一实施例的阀100。图3中的实施例基本上对应于图1中的实施例。此外，还设置了另一个弹簧16。弹簧16的一端支撑在壳体20上。该弹簧沿纵向轴线21在其相对的一端支撑在活塞3上。弹簧16的作用力沿纵向轴线21朝着密封座2的方向作用于活塞3上。由此，活塞3在壳体20中被预紧。阀100的工作原理对应于结合图1的实施例所描述的工作原理。被来自气体发生器的气体加压后，活塞3另外具有一被限定的位置。由此，阀100的切换时间更加明确地被限定。弹簧16设计为，尤其是在先导阀15被开通时，弹簧的预紧力要小于沿离开密封座2的方向作用在活塞3上的压力。由此产生的弹簧16的作用力以及在输入端1和控制室5内的压力对使阀100开通的、阀100的开通压力进行调节。

在根据图2所示实施例的带有不通电时打开的先导阀15的阀100中，根据实施例还可设置有一弹簧6。

图4示出根据另一实施例的阀100。图4中的阀100基本上对应于图1中的实施例。与图1不同的是，在活塞3中未设置平衡管路4。作为替代，在阀100的壳体20中设计有平衡管路18。平衡管路18将输入端1与控制室5相连接。因此，平衡管路18具有与图1至图3中的平衡管路4相同的功能。如果活塞3与密封座2接触，则在阀100关闭时平衡管路18能在控制室5和输入端1之间实现压力平衡。

根据实施例，平衡管路18如图4所示沿纵向轴线21在渐缩部分17的背离活塞3的一侧与输入端1相连接。根据另外的实施例，平衡管路18在渐缩部分17的或输入端1的面向活塞3的一侧与输入端1相连接。

在带有不通电时打开的先导阀15的实施例中，也能借助壳体20中的平衡管路18实现控制室5和输入端1之间的连接。此外，可与弹簧16组合。根据其他实施例，既在活塞3中设置平衡管路4，又在壳体20中设置平衡管路18。这也可带有或不带有弹簧16。平衡管路还可在活塞3和壳体20之间设置在活塞3的外周上。一般而言，平衡管路仅需在控制室5与输入端1之间实现压力平衡，使气体不能从输入端1流向输出端14。

根据实施例，先导孔6的横截面大于平衡管路4、18的横截面，尤其是大于平衡管路4和18的最小横截面。由此，当先导阀15被开通时，与通过平衡管路4和18补充流入控制室5的气流相比，更多的气体可通过先导孔6从控制室5流出。由此，控制室5中的压力下降。

根据其他实施例，先导孔6的横截面小于平衡管路4、18的横截面。这使得在先导孔6开通时活塞3能被快速切换。先导孔6开通时控制室5中的压力使活塞3由于输入端1中的压力从密封座2抬起。

阀100的不同实施例的各单个要素和特征可在不同实施例中单独地和彼此独立地相互组合。例如，不通电时打开的先导阀15和不通电时关闭的先导阀15可彼此更换。与此相应，可独立于其他要素提供带有弹簧16及由此被预紧的活塞3的阀100，或者无弹簧16的阀。平衡管路4、18可独立于阀100的其他要素设置成实现控制室5和输入端1之间的压力平衡。根据实施例，阀100的开孔，例如先导孔6、出口12、13和/或空腔22被设计为钻孔。阀100的各部件分别根据安全气囊系统的预先规定的安全方案预先确定。可根据安全气囊系统的规格实现阀100的不同功能。由此可实现具有多种变型、稳固、紧凑的安全气囊系统。具有预控结构形式的阀100能用一相对较小的先导阀15对从输入端1到输出端14的较大流量进行控制。为了充填安全气囊，可控制或调控从气体发生器进入安全气囊的气流。