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CN1269007A - 用于机动车乘客保护设备的发火装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有钉形触针(1)的点火单元,该触针的头部(3)突入到一个起爆室(8)中,借此将一个电阻丝(6)的端部连接到钉形触针的头部(3)上。为了避免由于浪涌电压而引起的误点火,在金属壳体(10)和触针(1)之间以这样的方式设置了一个放电间隙(F):即在该间隙上可跳燃多个放电火花。填充引爆室(8)的引爆剂在单元的制造过程中是可以流动的,它包裹了触针(1)的头部(3)和电阻丝(6),并随后发生固化。

Description

用于机动车乘客保护设备的发火装置
本发明涉及一种用于机动车乘客保护设备的发火装置，尤其是应用于可膨胀冲撞保护气垫(即气囊)的发火装置。
由德国专利DE 4102275 C1可对用于机动车乘客保护装置的发火装置进行了解，这些乘客保护装置例如为安全带张紧器或气囊系统。作为发火元件，这样的发火装置在一个起爆室中设有一段低阻值的电阻丝，以及一个引爆剂，引爆剂在温度升到足够的值或电阻丝熔化时被点燃。
为了释放可能误触发点火装置的过电压，在现有的发火装置中增设了一个专门的放电火花间隙作为过电压保护器。该专门的放电火花间隙是指发火装置中两个具有不同导电特性的部件间的最小距离。
德国公布的专利公开说明书DE 4429175 A1披露了一种发火装置，该发火装置带有一个由金属合金制得的壳体，以及一个插入到该壳体内的接合套环，在该接合套环内设置了一个玻璃绝缘体。在该绝缘体内埋装了几个触针，这些触针的端部突入到起爆室中并与绝缘体的前侧接触，这些触针上还连接了作为发火元件的焊合电阻丝。在该种发火装置中，放电间隙是由专为此目的设置的一个导电环来形成的，该导电环形成了一个与传递点火监测电子设备信号的触针无关的间隙。因此任何放电火花都可从壳体传到触针上，而不是传到点火电阻丝上。
但事实证明，即使在只有几个千伏的过电压的情况下，这样的过电压也不能通过放电间隙释放掉，从而使发火装置的电阻丝熔化，发火装置被触发。
在现有的发火装置中，埋装在电绝缘玻璃中触针的端部首先应贴面落座在玻璃块的前侧，以使得电阻丝可整洁地在玻璃体上定位，不然的话，由于固态烟火材料以很高的压力填塞入起爆室中，在装填烟火材料层时的压力就不可避免地损坏了焊合电阻丝。
此外，由于起爆取决于点火监测电子设备所产生的点火信号的确定的数值，电阻丝必须具有合适的阻值，而这又导致电阻丝需要具有不同的长度，从而要求在起爆室内的两个触针间具有不同的间距。相应地，由于触针间的相互间隔是由电子监测设备的接插件的尺寸恒定地确定的，从而在壳体内必须将触针弯上不同的程度以保证这一必要的间距。
此外，安装上述的导电环或类似的元件来形成一个放电间隙需要另外的密封措施以及高成本的制造工艺，同时还增大了整个装置的尺寸。
从而本发明的目的是设计一种用于机动车乘客保护设备的发火装置，该发火装置的生产工艺简便、结构简单，尤其不需要对触针进行贴面研磨操作。
同时本发明还基于这样的任务：即设计一种可以容易地与电子监测设备制造商所确定的数值进行匹配的发火装置，而不需要另外的工作或费用。
本发明进一步的目的是在发火装置上无需另外的元件或生产操作就设置一个集成的过电压保险器。
根据本发明，这些目的和任务通过主权利要求的技术特征得以实现，本发明其它的实施方式对应体现在各个从属权利要求中。
根据本发明，发火装置的生产成本通过使用突入到起爆室中的钉形触针而获得了减少，在该钉形触针的头部连接了一个具有所需长度的电阻丝，该电阻丝最好是焊合的，为了保证装置的坚固性和耐久性，壳体y用一种引爆剂进行填塞，这种引爆剂在其初始状态为流体并包裹了触针的头部和电阻丝，随后发生固化。这样的引爆剂是已知的：德国专利说明书DE 4319919 C1描述的起爆剂和炸药在生产过程中也是自由流动的，并随后发生固化。
作为这些措施的结果，在电阻丝上作用了各向同性的压力，从而排除了由于压力不均衡而造成损坏的可能性。触针与绝缘体的贴面落座也不再是必要的了。
在使用混合了胶合剂的起爆剂和流体烟火材料的最佳条件下，在起爆室被填充满之后，通过例如真空和/或加热的手段将胶合剂除去，起爆剂就发生了固化。
在根据本发明的设计中，并不要求电阻丝的端头必须与钉头的边缘相连，因为如实验所证实的那样，线路阻抗基本上只决定于连接点间的电阻丝长度，从而电阻丝可连接在钉状物头部上侧的任意点上，这一事实导致了只需改变电阻丝的长度、以及相应改变在触针头部上的连接点位置就可使电阻丝的阻值和电子发火监测设备制造商所确定的发火信号值简单地进行匹配。这就意外着不再需要通过例如将触针弯曲不同的程度来改变起爆室各个触针间的间隙。相反，这些触针可以是笔直的，相互之间具有恒定的距离。
触针头部的直径是这样确定的：其能连接的电阻丝的整个阻值范围可兼容由不同制造商所提供的多种电子监测设备。
此外，根据本发明，相对于目前已知的近乎点状的放电间隙，提供了一种具有较大面积的线状放电间隙作为过电压保护器。这样的结构具有在更高的过电压值情况下可以同时闪燃多个放电火花的优点，从而可靠地释放了过电压，而不会使发火装置触发。在该发火装置的元件排列和几何尺寸的基础上，不再需要为了过电压的目的而安装另外的元件。根据本发明，一个放电间隙例如可通过用一个导电的对逆电极环绕每个触针的整个圆周面来获得，该对逆电极与发火装置的导电外壳相连，也就是说整个触针的外圆周方向都属于该放电间隙的范围。其它的可选择方案是用一个环体来环绕触针来实现放电间隙，该环体跨越了触针相当长的一段长度。该长度的选择例如可近似地等于触针的周长。
如上所述，通过本发明，避免了对触针的弯曲和将触针同绝缘玻璃进行贴面靠接的问题。结果是大大地降低了制造的困难程度和所涉及的生产成本，并简化了对各个电子点火监测设备制造商要求的通用适配性。此外在所涉及的生产成本和制造难度的降低方面还可通过根据本发明的尺寸紧凑的集成过电压保护器来实现。
根据本发明的设计遵从至少有十年功能保证的要求，并采用了气体密封保护，具体来说是氦气密封保护。
至于其它方面，接合套环中的玻璃绝缘材料可用其它合适的合成材料来代替。
在下文中，在参照所围绕的附图对两个最佳实施例进行描述的基础上详细地解释本发明。
图1表示了一个根据本发明的带有一个集成过电压保护器的发火装置的断面图；
图2表示了根据本发明带有集成过电压保护器发火装置的第二种实施方式的剖面图。
根据视图1，具有一个颈部2和一个头部3的钉形触针1用绝缘玻璃材料5埋装在一个接合套环4中，并以确定的相互距离永久固定。触针1的头部3突出接合套环4之外。一个电阻丝6被焊接到触针1的头部3上，在接合套环4的上方设置了一个钢制套筒7。该套筒7被焊接在接合套环4上，它们所围成的容积形成了一个起爆室8，并被可自由流动的引爆剂9填充，这些引爆剂随后发生固化。然后在起爆室的上部安装一个金属帽10，在金属帽10的上侧设置有一个爆裂表面11。位于接合套环4的外侧有一个环形的沟槽12，在该沟槽内插入了一个O型圈13。在接合套环4上背对触针1头部3的一侧，连接了一个穿孔金属圆盘14；该圆盘由接合套环4的边沿支撑，并具有两个开孔，每个开孔都与触针1紧密地配合。通过钢制帽10的卷边，该穿孔盘被压靠在O型圈13和接合套环4的边沿上。穿孔盘14是以这样的方式进行设计的：开孔15的边缘和相应的触针1间的径向间隙要小于触针1的头部3和钢制套筒7之间的距离。这就形成了一个放电间隙F，从而由壳罩7、10拉出的任何放电火花都在触针1上释放，而不是在电阻丝6上释放。在发生过电压的情况下，放电火花可在触针的整个圆周面上闪燃，放电间隙F的径向宽度最好是0.3mm，但是可选定为0.1mm至0.9mm之间的任何合适的值。
令人意外的是电阻丝6的有效阻值只是电阻丝两端焊点间距离的函数。这一事实使得在保持触针间距离恒定的同时，只要改变焊点间的距离就可以提供与电子监测设备的发火信号进行匹配的电阻阻值。
在根据附图2的实施例中，具有一个颈部2和一个头部3的钉形触针1用绝缘玻璃材料5埋装在一个接合套环4中，触针1的头部3突出接合套环4之外。一个电阻丝6被焊接到触针1的头部3上，在接合套环4的上方定位并连接了一个钢制套筒7。它们所围成的容积形成了一个起爆室8，密封剂21被涂敷在起爆室8的底部；然后用可自由流动的引爆剂9将起爆室填充满，这些引爆剂随后发生固化。然后在起爆室的上部安装一个金属帽10，在金属帽10的上侧设置有一个爆裂表面11，而在另一端上，金属帽10的边缘通过电阻焊RW连接到接合套环4的径向法兰盘22上。在接合套环4上背对触针1头部3的另一侧，接合套环4具有一个圆筒状的延伸部23，该延伸部环绕了触针1相对较长的一段长度。在延伸部23的内壁和触针1之间，形成了一个放电间隙F。延伸部23和每个触针1间的径向距离是这样进行选定的：当很高电压水平的过电压发生时，可同时发生多个瞬间放电火花。延伸部对着触针的内缘还可以是经过粗糙处理的，例如可以采用螺线24的形式，以利于火花放电。
延伸部23由一个电绝缘材料制得的塞块25封闭，而放电间隙F仍然保持开通状态。同本领域最接近的现有技术一样，塞块25、触针1和金属帽1上远离起爆室8的边缘都被包封在一个塑料壳罩26中，该结构增加了装置的可靠性，并提供了进一步的保护。

Claims (12)

1.一种用于机动车乘客保护设备的发火装置，尤其是应用于可膨胀冲撞保护气垫(即气囊)的发火装置，该发火装置具有两个用电绝缘材料(5)封固在接合套环(4)中的触针(1)；在接合套环(4)的顶部安装了一个帽形壳罩(7、10)；从而在接合套环(4)和壳罩(7、10)之间形成了一个起爆室(8)，并且在触针(1)突入到起爆室(8)的那一端头之间设置连接了电阻丝(6)，起爆室(8)由引爆剂(9)填充，其特征在于：触针(1)在外形上是钉状物，每个触针具有一个颈部(2)和一个头部(3)，触针的头部(3)突入到发火室(8)中；电阻丝(6)的两端被连接到触针(1)的头部(3)上；所说引爆剂在发火装置的制造过程可自由流动，其包封了触针(1)的头部(3)和电阻丝(6)，并随后发生固化。
2.根据权利要求1所述的发火装置，其特征在于：所说的电阻丝(6)被焊接在触针(1)头部(3)的上侧面。
3.根据上述权利要求之一所述的发火装置，其特征在于：所说的触针(1)是笔直的。
4.根据上述权利要求之一所述的发火装置，其特征在于：所说的壳罩(4、7、10)包括一个套筒(7)和一个环绕该套筒的帽状体(10)，帽状体(10)与接合套环(4)连接，在帽状体(10)上具有一个爆裂表面(11)，且所说的起爆室(8)由套筒和爆裂表面来围成。
5.根据上述权利要求之一所述的发火装置，其特征在于：所说的带有接合套环(4)的壳罩(4、7、10)是由金属制得的。
6.一种用于机动车乘客保护设备的发火装置，尤其是根据上述权利要求之一所述的应用于可膨胀冲撞保护气垫(即气囊)中的发火装置，该发火装置具有两个用电绝缘材料(5)封固在接合套环(4)中的触针(1)，一个安装在接合套环(4)顶部的帽形壳罩(7、10)，从而在接合套环(4)和壳罩(7、10)之间形成了一个起爆室(8)，并且在触针(1)突入到起爆室(8)的那一端头之间设置连接了电阻丝(6)，起爆室(8)由引爆剂(9)填充，由此在金属壳罩和触针间就设置了一个放电间隙，以释放过电压，其特征在于：所说放电间隙(F)的设计方式可使得闪燃多个放电火花。
7.根据权利要求6所述的发火装置，其特征在于：所说接合套环(4)具有一个延伸部(23)，该延伸部以这样的方法包围着触针(1)：即在延伸部(23)的内壁和触针(1)之间形成了一个放电间隙(F)
8.根据权利要求6所述的发火装置，其特征在于：所说延伸部的内壁是粗糙的，最好设置一条螺线(24)。
9.根据权利要求7所述的发火装置，其特征在于：所说的延伸部(23)由一个电绝缘的塞块封堵，该塞块(25)不对放电间隙(F)进行封堵。
10.一种用于机动车乘客保护设备的发火装置，尤其是根据上述权利要求1至5之一所述的应用于可膨胀冲撞保护气垫(即气囊)中的发火装置，该发火装置具有两个用电绝缘材料(5)封固在接合套环(4)中的触针(1)，一个安装在接合套环(4)顶部的帽形壳罩(7、10)，从而在接合套环(4)和壳罩(7、10)之间形成了一个起爆室(8)，并且在触针(1)突入到起爆室(8)的那一端头之间设置连接了电阻丝(6)，起爆室(8)由引爆剂(9)填充，由此在金属壳罩和触针间就设置了一个放电间隙，以释放过电压，其特征在于：所说触针(1)由一个具有两个开孔(15)的穿孔盘(14)所环绕，该穿孔盘与壳罩(7、10)保持导电连接，放电间隙(F)在开孔边缘和触针间形成。
11.根据权利要求6至10之一所述的发火装置，其特征在于：所说放电间隙(F)的径向宽度在0.1mm至0.9mm之间，最好接近0.3mm。
12.根据上述权利要求之一所述的发火装置，其特征在于：发火装置至少部分由一个塑料壳罩(26)包装。
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