[发明专利]具有复合包覆层的压缩气体充气机

说明书

技术领域

本发明大体涉及膨胀气体的提供或供应。更具体地，本发明涉及一种用于提供或供应膨胀气体的装置，以及形成或制造此类充气机装置的方法，所述膨胀气体例如可能需要被用于车辆中使用的特定可膨胀被动约束系统，用以在发生车辆碰撞时约束乘坐者的运动。

背景技术

众所周知，利用安全约束系统能够保护乘坐者，安全约束系统能够从未展开状态自触发至展开状态，而不需操作器的干预，即“被动约束系统”。此类系统通常包含或包括例如采用垫子或袋子形式的可膨胀车辆乘员约束器或元件，通常称作“安全气囊垫”。实际上，此类安全气囊垫通常设计为在车辆遇到突然的减速（例如撞击事件）的情况下使用气体充气或扩展。此类安全气囊垫能够按期望展开在车辆中的乘员和车辆内部的特定部分（例如门、方向盘、仪表盘或类似部件处）之间的一个或多个位置处，以防止或避免乘员被迫撞击车辆内部的此类部件。例如，典型的或惯常的车辆安全气囊垫安装位置包括方向盘中、汽车乘客侧的仪表板中、车辆的车顶线（例如车门上方）沿线、以及车座中（例如安装在车座的安全气囊垫）。其它安全气囊垫，例如采用膝盖支撑垫和头顶安全气囊形式的安全气囊，也用于保护身体的其它或不同的特定部位免受撞击。

除了一个或多个安全气囊垫，可膨胀被动约束系统装置通常还包括气体发生器，也普遍称作“充气机”。一旦启动，所述充气机装置按期望地用于提供通常采用气体形式的膨胀流体，用于使相关联安全气囊垫膨胀。现有技术中已经公开了多种类型或形式的充气机装置用于使可膨胀约束系统安全气囊垫膨胀。

用在可膨胀被动约束系统中的一种具体的常见类型或形式的充气机装置通常被称作压缩气体充气机。在这种充气机装置中，用于相关联的可膨胀元件的膨胀的气体来自于存储的压缩气体。

图1示出其中一种常规的充气机装置20。充气机装置20包括闭合的压力容器气体存储腔22，所述闭合的压力容器气体存储腔22至少部分地由狭长的大体圆柱形套筒23形成，具有底端部24和相对的扩散器端部26。起爆器30位于底端部24，以及第一爆破隔板32通常覆盖气体存储腔22的底端部开口34，以防止起爆器30与气体存储腔22之间的流体连通。扩散器40位于相对的扩散器端部26，以及第二或排放端部爆破隔板42通常覆盖气体存储腔22的扩散器端部44以防止气体存储腔22与扩散器40之间的流体连通。在起爆器30的启动或激活下，起爆器30产生排放物，所述排放物冲破第一爆破隔板32，并加热一批存储在气体存储腔22中的压缩或增压气体。随着这批压缩气体被加热，气体存储腔22中的内压能够增大至足以冲破或打开第二爆破隔板42的内压水平。替代地或另外，起爆器30作用产生压力波，并且第一爆破隔板32破裂，从而冲破或打开第二爆破隔板42。气体存储腔22与扩散器40之间的流体连通基于第二爆破隔板42的打开而提供或实现。加热的气体随后通过扩散器40从气体存储腔22逸出以启动相关联的可充气气囊垫（未示出）的展开。

在这种常规充气机装置中，气体存储腔内的温度和压力通常在初始阶段会明显增大，从而提供足以冲破排放端爆破隔板的内压并允许来自存储腔的气流穿过扩散器流出至相关联的可充气安全气囊垫。因此，这种充气机装置通常设计且构造为具有较厚侧壁，以承受充气机装置启动时产生的内压的增大。不幸的是，侧壁的厚度增加导致充气机装置比期望的更重且更大。

而且，在具有圆柱形形状（例如长度大于直径）的合理长度的此类压力容器罩中，在环周方向上的压力是轴向上压力的两倍。

通常，压缩气体充气机包括压力容器罩，所述压力容器罩设计为能够承受压缩气体充气机启动时产生的内压的1.5至2倍的压力，其中内压通常为至少40MPa上至140MPa，或更窄为至少55MPa上至120MPa，甚至更窄为至少65MPa上至110MPa。实际上，这种压力容器通常采用狭长圆柱形形式，并且由具有能够承受正常闲置或预启动状态以及装置启动和作用时容器中的压力的足够强度（即厚度）的钢制造。如下文将详细描述的，期望的系统设计和操作通常涉及或包括将适当的安全因数的添加或合并加至期望的实际压力。

汽车工业一直在寻找更小、更轻并且制造成本更低的可膨胀约束系统。随着关于例如车辆部件的重量和尺寸这种因数的工业约束条件的持续发展，期望并且需要对相关联的可膨胀约束系统进行相应的改变，以更好地满足这些约束条件。

发明内容

本发明提供了一种改进的压缩气体充气机装置，以及用于制造此类压缩气体充气机装置的方法。