PL178144B1

PL178144B1 - Urządzenie do napełniania poduszki powietrznej oraz sposób wytwarzania urządzenia do napełniania poduszki powietrznej

Info

Publication number: PL178144B1
Application number: PL95310713A
Authority: PL
Inventors: Douglas J. Rizzi; Pondget P. Wipasuramonton; Paul T. Saccone
Original assignee: Trw Vehicle Safety Systems
Priority date: 1994-09-28
Filing date: 1995-09-28
Publication date: 2000-03-31
Also published as: CZ286836B6; KR960010402A; BR9504192A; ATE190931T1; DE69515774D1; US5464247A; KR0184040B1; NO953817D0; CZ251295A3; EP0704349A1; EP0704349B1; NO953817L; CA2156358A1; PL310713A1; JP2665468B2; JPH08104198A; DE69515774T2; CA2156358C

Abstract

1. Urzadzenie do napelniania poduszki powietrznej, znamienne tym, ze posiada pojemnik (15) z plynem do napelniania, majacy pierwsza powierzchnie zewnetrzna (19) i powierzchnie wewnetrzna (26), która jest co najmniej czesciowo gwintowana i stanowi powierzchnie gwintowa- nego otworu wchodzacego do pojemnika (19) pierwszej powierzchni zewnetrznej (19), korek (40) z powierzchnia zewnetrzna (45), która jest co najmniej czesciowo gwin- towana, wkrecany w gwintowany otwór pojemniku (15), przy czym powierzchnia zewnetrzna (45) korka (40) zawiera druga powierzchnie zewnetrzna (51), sasiadujaca z pierwsza powierzchnia zewnetrzna (19) pojemnika (15), przy czym zewnetrzna powierzchnia (45) korka (40) i we- wnetrzna powierzchnia (26) pojemnika (15), tworzaca gwintowany otwór, stanowia powierzchnie przylegania (11) pomiedzy korkiem (40) a pojemnikiem (15), biegnaca do powierzchni zewnetrznej pojemnika (15), pomiedzy pierwsza i druga powierzchnia zewnetrzna (19, 51), oraz 10. Sposób wytwarzania urzadzenia do napelniania po- duszki powietrznej, znamienny tym, ze wytwarza sie poje- mnik z pierwsza powierzchnia zewnetrzna i gwintowanym wewnetrznie otworem wchodzacym do pojemnika od pier- wszej powierzchni zewnetrznej, wkreca sie korek z co naj- mniej czesciowo gwintowana powierzchnia w gwintowany wewnetrznie otwór w pojemniku, przy czym na zewnetrz- nym obrzezu korka znajduje sie druga powierzchnia zewne- trzna, przy czym........................................................................ F i g . 1 PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do napełniania poduszki powietrznej oraz sposób wytwarzania urządzenia do napełniania poduszki powietrznej, zwłaszcza samochodowej poduszki ochronnej.

W znanym urządzeniu do napełniania samochodowej poduszki ochronnej, takiej jak poduszka powietrzna, znajduje się ciśnieniowy pojemnik z płynem do napełniania poduszki. W pojemniku znajduje się element palny, zapalany przez odpowiedni zespół zapłonowy. Palący się materiał palny podgrzewa płyn do napełniania w pojemniku, co powoduje wzrost jego ciśnienia.

Zazwyczaj w pojemniku znajduje się cylindryczna komora napełniona płynem pod ciśnieniem, który doprowadza się do niej odpowiednim kanałem. Po napełnieniu komory płynem do napełniania poduszki pod odpowiednim ciśnieniem, kanał ten jest zamykany. W pojemniku znajduje się również przepona bezpieczeństwa pękająca w reakcji na opóźnienie pojazdu o wartości wskazującej na kolizję. Po pęknięciu przepony bezpieczeństwa powstaje w niej otwór, którym płyn do napełniania poduszki wypływa z komory i wpływa do poduszki powietrznej nadmuchując ją do odpowiedniego stanu.

Celem wynalazku jest urządzenie do napełniania poduszki powietrznej, zwłaszcza samochodowej poduszki ochronnej.

Celem wynalazku jest sposób wytwarzania urządzenia do napełniania poduszki powietrznej, zwłaszcza samochodowej poduszki ochronnej.

Według wynalazku opracowano urządzenie do napełniania poduszki powietrznej. W jego skład wchodzi pojemnik z płynem do napełniania poduszki. Pojemnik ten ma pierwszą powierzchnię zewnętrzną i powierzchnię wewnętrzną co najmniej częściowo gwintowaną i w której znajduje się gwintowany otwór wchodzący do pojemnika od pierwszej powierzchni zewnętrznej. Korek ma powierzchnię zewnętrzną co najmniej częściowo gwintowaną. Korek ten wkręca się w gwintowany otwór w pojemniku. Na zewnętrznym obrzeżu korka znajduje się druga powierzchnia gwintowana sąsiadująca z pierwszą powierzchnią gwintowaną. Na zewnętrznym obrzeżu korka i wewnętrznej powierzchni pojemnika, w której jest otwór, znajduje się powierzchnia przylegania korka do pojemnika. Powierzchnia przylegania biegnie do obrzeża pojemnika pomiędzy pierwszą i drugą powierzchnią zewnętrzną. W zespole znajduje się element uniemożliwiający ucieczkę płynu do napełniania poduszki z pojemnika przez powierzchnię przylegania. Element ten składa się z (i) pierścienia leżącego na powierzchni przylegania i na częściach powierzchni zewnętrznych, pierwszej i drugiej, oraz (ii) elementu mocującego pierścień do powierzchni zewnętrznych, pierwszej i drugiej.

Według wynalazku, sposób wytwarzania urządzenia do napełniania poduszki powietrznej obejmuje etap wytwarzania pojemnika z pierwszą powierzchnią zewnętrzną i otworu z gwintem wewnętrznym wchodzącego do pojemnika od pierwszej powierzchni zewnętrznej. Sposób ten obejmuje również etap wkręcania korka z obrzeżem zewnętrznym co najmniej

178 144 częściowo gwintowanym w znajdujący się w pojemniku otwór z gwintem wewnętrznym. Na zewnętrznym obrzeżu korka znajduje się druga powierzchnia zewnętrzna sąsiadująca z pierwszą powierzchnią zewnętrzną pojemnika. Po wkręceniu korka w otwór z gwintem wewnętrznym, pomiędzy korkiem a pojemnikiem powstaje powierzchnia przylegania. Powierzchnia przylegania biegnie do obrzeża pojemnika pomiędzy pierwszą a drugą powierzchnią zewnętrzną. Sposób obejmuje ponadto etapy umieszczania pierścienia w taki sposób, żeby leżał na powierzchni przylegania i częściach pierwszej i drugiej powierzchni zewnętrznej, oraz osadzania pierścienia na pierwszej i drugiej powierzchni zewnętrznej w sposób uniemożliwiający ucieczkę płynu do napełniania poduszki z pojemnika przez powierzchnię przylegania.

Urządzenie do napełniania poduszki powietrznej według wynalazku charakteryzuje się tym, że posiada pojemnik z płynem do napełniania, mający pierwszą powierzchnię zewnętrzną i powierzchnię wewnętrzną, która jest co najmniej częściowo gwintowana i stanowi powierzchnię gwintowanego otworu wchodzącą do pojemnika pierwszej powierzchni zewnętrznej, korek z powierzchnią zewnętrzną, która jest co najmniej częściowo gwintowana, wkręcany w gwintowany otwór w pojemniku, przy czym powierzchnia zewnętrzna korka zawiera drugą powierzchnię zewnętrzną sąsiadującą z pierwszą powierzchnią zewnętrzną pojemnika, przy czym zewnętrzna powierzchnia korka i wewnętrzna powierzchnia pojemnika, tworząca gwintowany otwór, stanowią, powierzchnię przylegania pomiędzy korkiem a pojemnikiem biegnącą do powierzchni zewnętrznej pojemnika pomiędzy pierwszą i drugą powierzchnią zewnętrzną; oraz elementy do uniemożliwiania ucieczki płynu do napełniania poduszki z pojemnika przez powierzchnię przylegania, takie jak (i) pierścień pokrywający powierzchnię przylegania, i części powierzchni zewnętrznych: pierwszej i drugiej, oraz (ii) elementy mocujące pierścień powierzchniami zewnętrznymi: pierwszą i drugą.

Korzystnie elementem mocującym jest ciągły pierścień biegnący wokół obrzeża korka.

Korzystnie ciągły pierścień biegnący wokół obrzeża korka jest spoiną utworzoną podczas zgrzewania tarciowego pomiędzy pierścieniem a powierzchniami zewnętrznymi: pierwszą i drugą.

Korzystnie w pojemniku znajduje się komora do magazynowania znajdującego się pod ciśnieniem płynu do napełniania poduszki, przy czym pojemnik ma koniec, na którym znajduje się pierwsza powierzchnia zewnętrzna.

Korzystnie na końcu znajduje się kołnierz biegnący promieniowo na zewnątrz od gwintowanej zewnętrznej części obrzeża korka, a druga powierzchnia zewnętrzna zawiera powierzchnię kołnierza.

Korzystnie kołnierz zawiera powierzchnię przylegającą do powierzchni wewnętrznej pojemnika.

Korzystnie korek ma zamknięcie usytuowane w taki sposób, że uniemożliwia wypływ płynu do napełniania poduszki z komory do poduszki powietrznej, przy czym na wspomnianym zamknięciu znajduje się specjalnie spreparowana przepona, która po pęknięciu, umożliwia płynowi do napełniania poduszki wypłynięcie z komory do poduszki powietrznej.

Korzystnie w korku znajduje się element tworzący kanał, którym wypływa znajdujący się pod ciśnieniem płyn do napełniania poduszki i napełnia pojemnik (15).

Korzystnie pierścień i element mocujący tworzą szczelne połączenie pojemnika z korkiem.

Sposób wytwarzania urządzenia do napełniania poduszki powietrznej według wynalazku, polega na tym, że wytwarza się pojemnik z pierwszą powierzchnią zewnętrzną i gwintowanym wewnętrznie otworem wchodzącym do pojemnika od pierwszej powierzchni zewnętrznej: wkręca się korek z co najmniej częściowo gwintowaną powierzchnią w gwintowany wewnętrznie otwór w pojemniku, przy czym na zewnętrznym obrzeżu korka znajduje się druga powierzchnia zewnętrzna, przy czym po wkręceniu korka w gwintowany wewnętrznie otwór w pojemniku, przy czym po wkręceniu korka w gwintowany wewnętrznie otwór w pojemniku powstaje pomiędzy korkiem a pojemnikiem powierzchnia przylegania, która biegnie do obrzeża pojemnika pomiędzy powierzchniami zewnętrznymi: pierwszą i drugą; następnie umieszcza się pierścień pokrywający powierzchnię przylegania oraz części powierzchni zewnętrznych: pierwsza i druga, oraz przymocowuje się pierścień do pierwszej i drugiej powierzchni zewnętrznej w sposób uniemożliwiający ucieczkę płynu do napełniania poduszki z pojemnika przez powierzchnie przylegania.

Korzystnie w etapie mocowania pierścienia tworzy się szczelne połączenie pomiędzy pojemnikiem a korkiem.

Korzystnie w etapie mocowania pierścienia prowadzi się zgrzewanie tarciowe, pierścienia z powierzchniami zewnętrznymi: pierwszą i drugą.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zespół do napełniania poduszki skonstruowany i zmontowany według niniejszego wynalazku, w przekroju podłużnym, fig. 2 - korek do zespołu do nadmuchiwania poduszki z fig. 1, w rzucie od czoła, fig. 3 - korek w przekroju poprzecznym poprowadzonym płaszczyzną 3-3 na fig. 2, fig. 4 - korek w przekroju poprzecznym poprowadzonym płaszczyzną 4-4 na fig. 2, fig. 5 - część zespołu z fig. 1 do nadmuchiwania poduszki w stanie spoczynkowym, w powiększeniu, oraz fig. 6 - część zespołu do nadmuchiwania poduszki w stanie roboczym, w rzucie podobnym do rzutu z fig. 5.

Na figurze 1 pokazano schematycznie zespół 10 do nadmuchiwania poduszki o konstrukcji według niniejszego wynalazku. W zespole 10 znajduje się płyn do napełniania samochodowej poduszki ochronnej, która, w zalecanym przykładzie wykonania wynalazku, pokazanym na rysunku jest poduszka powietrza 12. Zespól napełniający 10 może znajdować się w stanie spoczynkowym, jak pokazano na fig. 1 i 5, w którym poduszka powietrzna 12 jest złożona i schowana. Zespół napełniający 10 może również znajdować się w stanie roboczym, jak pokazano na fig. 6, w którym poduszka powietrzna jest napełniona. Zespół napełniający 10 uruchamia się w reakcji na opóźnienie pojazdu o wielkości równej co najmniej z góry określonej wartości wskazującej na zderzenie pojazdu z przeszkodą. W takiej sytuacji poduszka powietrzna 12 napełnia się od stanu złożonego i schowanego do stanu napełnionego, w którym ogranicza ruch pasażera pojazdu i chroni go przed silnymi uderzeniami w części pojazdu.

Zespół napełniający 10 składa się z pojemnika 15 i zespołu uruchamiającego 16. Pojemnikiem 15 jest naczynie z komorą na znajdujący się pod ciśnieniem płyn do napełniania poduszki. Korzystnie, pojemnik 15 jest wykonany z aluminium 6061-T6.

Pojemnik 15 i zespól uruchamiający 16 tworzą razem szczelną komorę 18 na płyn do napełniania poduszki powietrznej 12, taki jak gaz. Zadaniem zespołu uruchamiającego 16 jest otwieranie szczelnej komory 18 w celu uwolnienia z niej płynu do napełniania w chwili wystąpienia opóźnienia pojazdu o wielkości równej co najmniej z góry określonej wartości, wskazującej na zderzenie pojazdu z przeszkodą.

Pojemnik 15 ma cylindryczną ściankę boczną 20, szyjkę 22 i ściankę końcową 24. Cylindryczna ścianka boczna 20 ma oś 61, którą otacza. Szyjka 22 pojemnika 15 ma powierzchnię wewnętrzną 26, której co najmniej część jest gwintowana. Powierzchnia wewnętrzna 26 jest powierzchnią otworu w szyjce 22. Na szyjce 22 pojemnika 15 znajduje się również pierwsza powierzchnia pierścieniowa 17 (fig. 5), biegnąca promieniowo na zewnątrz względem osi 61 i poprzecznie do powierzchni wewnętrznej 26, oraz druga powierzchnia pierścieniowa 19 (fig. 5), biegnąca w pewnej odległości i równolegle do pierwszej powierzchni pierścieniowej 17 wzdłuż osi 61.

Znajdujący się w komorze 18 płyn do napełniania poduszki składa się z palnej mieszanki gazów. W skład palnej mieszanki gazów w komorze 18 wchodzi gaz główny, stanowiący większość gazu do napełniania poduszki powietrznej 12, oraz gaz palny, ogrzewający po zapaleniu gaz główny. Mieszanka tych gazów znajduje się w jednorodnym stanie gazowym. Korzystnie, gazem głównym jest gaz utleniający, podtrzymujący palenie się gazu palnego, oraz gaz obojętny do napełniania poduszki powietrznej 12. Gazem głównym może być powietrze lub mieszanka powietrza z gazem obojętnym. Gazem obojętnym może być azot, argon lub mieszanka azotu i argonu.

178 144

Korzystnie, gazem głównym jest powietrze, a gazem utleniającym tlen z powietrza. Gazem palnym może być wodór, metan albo mieszanka wodoru z metanem. Korzystnie, gazem palnym jest wodór. Typowa mieszanka gazów składa się z około 12% objętościowych wodoru i 88% objętościowych powietrza. Mieszankę gazów trzyma się w komorze 18 pod ciśnieniem około 2500 psi, ale można ją również trzymać w komorze 18 pod innym ciśnieniem.

Jak widać na fig. 1-5, zespół uruchamiający 16 zawiera korek 40 wykonany, korzystnie z aluminium 6061-T6. Korek 40 ma cylindryczną ściankę boczną 44 leżącą wokół osi 61. Kołowa ścianka zamykająca 46 biegnie poprzecznie do osi 61 na jednym z końców ścianki bocznej 44., Na drugim końcu ścianki bocznej 44 wystaje w kierunku osiowym cylindryczna tulejka 47. Ścianka boczna 44 i ścianka zamykająca 46 tworzą w korku 40 komorę. Na tulejce 47 korka 40 znajduje się pierścieniowa powierzchnia wewnętrzna 48 (fig. 3) tworząca kanał centralny przechodzący przez tulejkę 47, łączący się z komorą w korku 40 i przestrzenią na zewnątrz korka 40. Przez ściankę boczną 44 korka 40 przechodzą promieniowo liczne otwory przelotowe 50 gazu (fig. 1, 3 i 5), łączące się z komorą w korku 40.

W ściance zamykającej 46 korka 40 znajduje się centralna przepona 58, specjalnie spreparowana w taki sposób, że pęka, oraz pierścieniowa obręcz 60, obie wycentrowane wokół osi 61. Jak najlepiej widać na fig. 5, obręcz 60 ma zewnętrzną powierzchnię boczną 62 i wewnętrzną powierzchnię boczną 64. Podatną na pękanie przepona 58 otacza pierścieniowy rowek klinowy 65. Przepona 58 ma zewnętrzną powierzchnię boczną 66 i wewnętrzną powierzchnię boczną 68. Rowek 65 wyznaczają powierzchnie zbieżne, spiętrzające naprężenia w materiale ścianki zamykającej 46, który łączy przeponę 58 z obręczą 60. Zatem rowek 65 stanowi pierścieniową powierzchnię graniczną, na której przepona 58 ścianki zamykającej 46 może odłączyć się od obręczy 60.

Jak najlepiej widać na fig. 3 i 4, na ściance bocznej 44 korka 40 znajduje się pierścieniowa, zewnętrzna powierzchnia gwintowana 45, biegnąca od ścianki zamykającej 46 ku tulejce 47. Na końcu gwintowanej powierzchni 45, w najdalszej odległości od ścianki zamykającej 46, znajduje się pierścieniowy kołnierz 49 sterczący promieniowo z zewnętrznego obrzeża ścianki bocznej 44. Gwintowana powierzchnia 45 na ściance bocznej 44 korka 40 sprzęga się podczas wkręcania korka 40 w pojemnik 15 z gwintowaną częścią powierzchni wewnętrznej 26 na szyjce 22 pojemnika 15. Na kołnierzu 49 znajduje się pierścieniowa, biegnąca promieniowo powierzchnia 51, która po całkowitym wkręceniu korka 40 w pojemnik 15, jak pokazano na fig. 1 i 5, tworzy jedną płaszczyznę z drugą powierzchnią pierścieniową 19 na szyjce 22 pojemnika 15.

Po zmontowaniu korka 40 z pojemnikiem 15, opierające się o siebie powierzchnie korka 40 i pojemnika 15 tworzą powierzchnię przylegania 11 pomiędzy korkiem 40, a pojemnikiem 15. Tymi opierającymi się o siebie powierzchniami są gwintowana powierzchnia 45 korka 40 i gwintowana część powierzchni wewnętrznej 26 pojemnika 15. Powierzchnia przylegania 11 biegnie do obrzeża korka 40 i pojemnika 15, do miejsca połączenia powierzchni 51 z drugą powierzchnią pierścieniową 19, oznaczonego na fig. 5, numerem 13.

Jak najlepiej widać na fig. 5, w sąsiedztwie pierścieniowej powierzchni 51 na kołnierzu 49 korka 40 i drugiej pierścieniowej powierzchni 19 na szyjce 22 pojemnika 15 jest przyspawany pierścień uszczelniający 30. Korzystnie, pierścień ten jest wykonany z aluminium 6061-T6. Pierścień 30 leży na powierzchni przylegania 11, w miejscu 13, w którym powierzchnia ta dochodzi do obrzeża korka 40 i pojemnika 15. Ponadto pierścień uszczelniający 30 leży również na pierścieniowej powierzchni końcowej 51 korka 40 i na drugiej pierścieniowej powierzchni 19 pojemnika 15. Pierścień uszczelniający 30 jest zgrzany tarciowo z pierścieniową powierzchnią końcową 51 i z drugą pierścieniową powierzchnią 19, dzięki czemu uzyskuje się szczelne połączenie pomiędzy pojemnikiem 15 a korkiem 40.

W celu tarciowego zgrzania pierścienia uszczelniającego 30 z pojemnikiem 15 i korkiem 40, montuje się go na wrzecionie (nie pokazanym) i mocuje do niego za pomocą tulei zaciskowej (również nie pokazanej). Następnie wprawia się wrzeciono w ruch obrotowy z prędkością 6000 obrotów na minutę i przesuwa wzdłuż osi 61 do zetknięcia płaskiej powierzchni

178 144 pierścieniowej 31 pierścienia uszczelniającego 30 z pierścieniową powierzchnią końcową 51 i drugą powierzchnią pierścieniową 19. Wielkość nacisku, z jakim powierzchnię 31 na pierścieniu uszczelniającym 30 dociska się do powierzchni 19, 51, zależy od rzeczywistego pola powierzchni 31 na konkretnym pierścieniu uszczelniającym 30.

Po zetknięciu się powierzchni 31 na pierścieniu uszczelniającym 30 z powierzchniami 19, 51, materiały powierzchni 31, powierzchni 19 i powierzchni 51 ogrzewają się do przejścia w stan plastyczny. Ogrzany materiał powierzchni 19 i ogrzany materiał powierzchni 51 wpływają w materiał powierzchni 31 i w siebie nawzajem, w wyniku czego powstaje spoina 55. Równocześnie ze spoiną 55 i na jej obrzeżu powstaje sfałdowana wypływka spawalnicza 63, jak pokazano w powiększeniu na fig. 5.

Po uformowaniu się spoiny 55 i wypływki spawalniczej 63, odsuwa się wrzeciono od pierścienia uszczelniającego 30. Następnie zostawia się spoinę 55 i wypływkę spawalniczą 63 do ostygnięcia, w wyniku czego powstaje spoina spawana łącząca ze sobą pierścień uszczelniający 30, pojemnik 15 i korek 40. Spoina ta tworzy ciągły pierścień wokół obrzeża korka 40 i zapewnia szczelne połączenie korka 40 z pojemnikiem 15.

Na figurach 2 i 4 pokazano korek 40 z pierwszym i drugim kanałem wewnętrznym 190, 192 biegnącymi w jego ściance bocznej 44, w przybliżeniu równolegle do osi 61. Drugi kanał wewnętrzny 192 jest współosiowy z pierwszym kanałem wewnętrznym 190, ale ma większą od niego średnicę. Drugi kanał wewnętrzny 192 łączy się z komorą 18. Pierwszy kanał wewnętrzny 190 łączy się z otworem do napełniania 194, wychodzącym promieniowo na zewnątrz i połączonym z przestrzenią znajdującą się na zewnątrz korka 40.

Jak widać na fig. 4, w drugim, kanale wewnętrznym 192 na jego końcu sąsiadującym z pierwszym kanałem wewnętrznym 190, znajduje się zaworek kulkowy 196 z kulką 195. Ponadto w skład zaworka kulkowego 196 wchodzi również łopatka 175 umieszczona w centralnym obszarze drugiego kanału wewnętrznego 192. Łopatka 175 jest wciśnięta w drugi kanał wewnętrzny 192 i przylega do wewnętrznej powierzchni obwodowej 191 korka 40, wyznaczającej drugi kanał wewnętrzny 192.

Po utworzeniu spoiny spawanej i pierścienia uszczelniającego 30 i połączeniu pojemnika 15 z korkiem 40, do otworu 194 podłącza się zasobnik z płynem do napełniania poduszki pod ciśnieniem (nie pokazany) i doprowadza nim pod ciśnieniem płyn do napełniania do pierwszego kanału wewnętrznego 190. Ciśnienie płynu do napełniania w pierwszym kanale wewnętrznym 190 wypycha kulkę 195 zaworka kulkowego 196 z położenia sąsiadującego z pierwszym kanałem wewnętrznym 190 w prawo, patrząc na fig. 4. Kulka 195 przesuwa się w prawo do chwili zetknięcia z łopatką 175. W miarę jak kulka 195 odsuwa się od położenia sąsiadującego z pierwszym kanałem wewnętrznym 190, znajdujący się pod ciśnieniem płyn do napełniania poduszki płynie z pierwszego kanału wewnętrznego 190 przez drugi kanał wewnętrzny 192 wokół kulki 195 i obok łopatki 175 do komory 18.

Po napełnieniu komory 18 znajdującym się pod ciśnieniem płynem do napełniania poduszki, odsuwa się zasobnik z tym płynem od otworka do napełniania 194. Ciśnienie płynu do napełniania, znajdującego się w komorze 18, przesuwa kulkę 195 zaworka kulkowego 196 z powrotem w lewo, patrząc na fig. 4. Kulka 195 przesuwa się w lewo do chwili szczelnego zetknięcia się ze stożkową powierzchnią obwodową pomiędzy pierwszym a drugim kanałem wewnętrznym 190, 192.

Ciśnienie płynu do napełniania w komorze 18, a tym samym w drugim kanale wewnętrznym 192, wystarcza do szczelnego dociśnięcia kulki 195 do stożkowej powierzchni obwodowej pomiędzy pierwszym a drugim kanałem wewnętrznym 190, 192. Dzięki temu znajdujący się pod ciśnieniem w komorze 18 płyn do napełniania poduszki nie może wypłynąć z powrotem przez pierwszy i drugi kanał wewnętrzny 190, 192 i na zewnątrz przez otworek do napełniania 194. Następnie otworek do napełniania 194 uszczelnia się zgrzewając tarciowo zaślepkę z korkiem 40 w taki sposób, żeby jego powierzchnia otaczająca otworek 194 była gładka.

178 144

Po napełnieniu w opisany powyżej sposób komory 18 mieszanką gazów, ciśnienie mieszanki gazów w komorze działa w kierunku osiowym na zewnątrz na zewnętrzną powierzchnię boczną 66 przepony 58 ścianki zamykającej 46. Jednocześnie ciśnienie otaczającego powietrza działa w kierunku osiowym do wewnątrz na wewnętrzną powierzchnię boczną 68 przepony 58. W rezultacie na przeponę 58 działa różnica ciśnień wynikająca z ciśnienia mieszanki gazów w komorze i ciśnienia otaczającego powietrza. Ciśnienie mieszanki gazów jest wyższe od ciśnienia otoczenia, więc skutkiem różnicy ciśnień jest siła nacisku usiłująca przesunąć przeponę 58 w kierunku osiowym na zewnątrz. Materiał, z jakiego jest wykonana ścianka zamykająca 46, w której istnieje spiętrzenie naprężeń w miejscu styku przepony 58 z obręczą 60, jest obliczony w taki sposób, że pęka przy naprężeniach wywołanych ciśnieniem działającym osiowo na zewnątrz kiedy siła pochodząca od ciśnienia osiąga z góry określoną wartość.

Po napełnieniu komory 18 płynem do napełniania poduszki, w korku 40 osadza się obudowę 70 elementu uruchamiającego. Obudowa 70 jest elementem cylindrycznym wycentrowanym na osi 61. Jak widać na fig. 1 i 5, obudowa 70 elementu uruchamiającego ściśle wchodzi przez otwór znajdujący się w wystającej tulejce 47 korka 40. Spoina 71 uniemożliwia ucieczkę gazu pomiędzy wystającą tulejką 47 korka 40 a kołnierzem 72 na obudowie 70.

Obudowa elementu uruchamiającego 70 ma podstawę 73 i prowadnicę 74. Na podstawie 73 znajduje się kołnierz 72 oraz gwintowana powierzchnia wewnętrzna 75, w której znajduje się cylindryczna komora 76. Na prowadnicy 74 znajduje się pierścieniowa powierzchnia końcowa 78 i gładka, cylindryczna powierzchnia wewnętrzna 79. W pierścieniowej powierzchni końcowej 78 znajduje się okrągły otwór 80. Cylindryczna powierzchnia wewnętrzna 79 jest powierzchnią kanału prowadzącego 82, biegnącego osiowo przez prowadnicę 74 od komory 76 ku otworowi 80.

Jak widać na fig. 5, wewnątrz obudowy 70 elementu uruchamiającego znajduje się zapalnik 90 z cylindryczną osłoną 92. Zewnętrzna powierzchnia 94 osłony 92 jest gwintowana. Ponadto osłona 92 ma pierścieniową powierzchnię czołową 96, w której znajduje się otwór w powierzchni czołowej zapalnika 90. W osłonę 92 wchodzi para przewodzących prąd elektryczny nóżek 98. W osłonie 92 znajduje się ładunek pirotechniczny 100 otoczony szczelną powłoką 102. Ładunek pirotechniczny 100 wybucha wskutek przepływu prądu elektrycznego przez zapalnik 90 pomiędzy nóżkami 98. Korzystnie, ładunek pirotechniczny 100 stanowi materiał ZrKCIO₄, ale można w tym celu stosować również inne znane materiały pirotechniczne. Po zapłonie ładunku pirotechnicznego 100 w zapalniku 90, powstają. produkty spalania, które rozrywają powłokę 102 i kasują szczelność, a następnie wypływają otworem w przedniej powierzchni 96 zapalnika 90.

Osłonę 92 wkręca się w komorę 76 obudowy 70 elementu uruchamiającego w taki sposób, że otwór w przedniej powierzchni 96 jest zwrócony ku kanałowi prowadzącemu 82. Gwintowane powierzchnie 75, 94 stykają się ściśle i na tyle szczelnie, że uniemożliwiają ucieczkę gazu przez szczeliny pomiędzy sobą. Alternatywnie, zapalnik 90 można uszczelnić i osadzić na stałe za pomocą spawanej spoiny lub innym podobnym sposobem. Zatem zapalnik 90 jest osadzony w obudowie 70 elementu uruchamiającego w takim położeniu, że produkty spalania, powstające z ładunku pirotechnicznego 100 wylatują do kanału prowadzącego 82 w kierunku wzdłuż osi 61.

Jak widać na fig. 5, w zespole 16 elementu uruchamiającego znajduje się ponadto ruchomy zasobnik 104 w kształcie przypominającym pocisk. Zasobnik 104 ma cylindryczną powierzchnię zewnętrzną 110, pierścieniową powierzchnię tylną 112 i stożkową powierzchnię przednią 114. W pokazanym na rysunku, zalecanym przykładzie wykonania, średnica cylindrycznej bocznej powierzchni zewnętrznej 110 ruchomego zasobnika 104 wynosi 0,15 cala. Stożkowa powierzchnia przednia 114 wybiega od cylindrycznej bocznej powierzchni zewnętrznej 110 w taki sposób, że ruchomy zasobnik 104 ma ostrą końcówkę 115.

Ponadto ruchomy zasobnik 104 ma cylindryczną powierzchnię wewnętrzną 116 i kołową powierzchnię wewnętrzną 118. Wewnętrzne powierzchnie 116 i 118 są współosiowe z

178 144 zewnętrzną powierzchnią boczną 110 i razem wyznaczają w zasobniku 104 komorę 120. Komora 120 ma kształt cylindryczny, przy czym jej koniec otwarty znajduje się w pierścieniowej powierzchni tylnej 112, a zamknięty na kołowej powierzchni wewnętrznej 118.

W komorze 120 ruchomego zasobnika 104 znajduje się materiał zapalny 122. Korzystnie, materiałem tym jest BKNO₃, ale, podobnie jak w przypadku materiału pirotechnicznego 100, można również stosować w tym celu inne materiały. W zalecanym, pokazanym na rysunku, przykładzie wykonania wynalazku, materiał zapalny 122 wypełnia komorę 120 i ma powierzchnię 124 biegnącą w poprzek otwartego końca komory 120. Korzystnie, materiał zapalny 122 (podobnie jak materiał pirotechniczny 100) trzeba chronić przed działaniem warunków otoczenia, na przykład wilgoci. Ochronę może stanowić kapturek lub pokrywka w postaci skorupy lub ewentualnie powłoki woskowej (żadnej z nich nie pokazano na rysunku), przykrywającej powierzchnię 124 na otwartym końcu komory 120.

Kiedy zespół nadmuchujący 10 jest w stanie spoczynkowym, jak pokazano na fig. 1 i 5, ruchomy zasobnik 104 znajduje się wewnątrz obudowy 70 elementu uruchamiającego. Położenie spoczynkowe ruchomego zasobnika 104 znajduje się, zwłaszcza w takim miejscu, w którym wchodzi on ściśle współosiowo do środka kanału prowadzącego 82 w prowadnicy 74 obudowy 70 elementu uruchamiającego. Kiedy ruchomy zasobnik 104 znajduje się w swoim położeniu spoczynkowym, jego cylindryczna, zewnętrzna powierzchnia boczna 110 ściśle dochodzi do cylindrycznej powierzchni wewnętrznej 79 prowadnicy 74 z pasowaniem wciskowym. Pasowanie wciskowe można wspomóc za pomocą obciśnięcia prowadnicy 74 obudowy 70 elementu uruchamiającego, albo za pomocą kołka ścinanego lub podobnego elementu. Ponadto, zowieruchzia 124 materiału zapalnego 122 jest zwrócona osiowo ku otworowi w przedniej powierzchni 96 zapalnika 90.

Ponadto w skład zespołu uruchamiającego 16 wchodzi układ elektryczny 150 złożony ze źródła zasilania 152, którym jest, korzystnie, akumulator samochodowy i/lub kondensator, oraz przełącznik zwiemy 154. Korzystnie, przełącznik 154 stanowi część czujnika opóźnień 156 pojazdu. Czujnik 156 rejestruje opóźnienia pojazdu o wielkości równej co najmniej z góry określonej · wartości stanowiącej wskaźnik zderzenia i w reakcji na takie opóźnienie pojazdu zamyka przełącznik 154. Obwód elektryczny 150 biegnie przez zapalnik 90 pomiędzy nóżkami 98 i uruchamia go po zamknięciu przełącznika 154.

Czujnik 156 wykrywa pojawienie się w pojeździe opóźnienia o wielkości równej co najmniej z góry określonej wartości, wskazującej na zderzenie i w reakcji zamyka przełącznik 154. Po jego zamknięciu prąd elektryczny przepływa przez zapalnik 90 pomiędzy nóżkami 98. Powoduje to zapalenie ładunku pirotechnicznego 100 w zapalniku 90, który spalając się wytwarza produkty spalania, a te rozrywają powłokę 102 i wylatują z zapalnika 90. Wylatujące z zapalnika 90 produktu spalania wlatują do przestrzeni 160 (fig. 5) w kanale prowadzącym 82, znajdującej się pomiędzy zapalnikiem 90 a ruchomym zasobnikiem 104, i biegną w niej osiowo ku ruchomemu zasobnikowi 104. Po dojściu do ruchomego zasobnika 104, produkty spalania z zapalnika 90 zapalają materiał zapalny 122 w komorze 120 na powierzchni 124. W wyniku tego materiał zapalny 122 wytwarza następnie produkty spalania, które wylatują z otwartego końca komory 120 i kierują się do przestrzeni 160. Wszystkie zabezpieczenia powierzchni 124 przed działaniem otoczenia ulegają zniszczeniu.

Podczas spalania ładunku pirotechnicznego 100 i materiału zapalnego 122, produkty spalania znajdują się na początku w przestrzeni 160, pomiędzy zapalnikiem 90 a ruchomym zasobnikiem 104. W miarę spalania się ładunku pirotechnicznego 100 i materiału zapalnego 122 rośnie ciśnienie gazowych składników produktów spalania w przestrzeni 160. Zapalnik 90 trzyma się w komorze 76 dzięki gwintowi. Natomiast ruchomy zasobnik 104 ' jest osadzony w kanale prowadzącym 82 z pasowaniem wciskowym.

Po dojściu ciśnienia gazów w przestrzeni 160 do z góry określonej wartości, siła działająca osiowo na ruchomy zasobnik 104 wystarcza do pokonania pasowania wciskowego. Następnie siła wynikająca z ciśnienia gazów wypycha ruchomy zasobnik 104 z jego położenia spoczynkowego w kanale prowadzącym 82 i pcha go z dużą prędkością ku otworowi 80.

Dzięki masie i ruchowi z dużą prędkością, zasobnik 104 uzyskuje pewną, energię kinetyczną. Jej wielkość jest wystarczająca do przebicia przez zasobnik 104 membrany 83 i wylotu przez otwór 80 ku ściance zamykającej 46.

Energia kinetyczna ruchomego zasobnika 104 jest na tyle duża, że wnika on w przeponę 58 ścianki zamykającej 46 i wyrywa z niej część 170 (fig. 6), w wyniku czego powstaje w niej pierwszy otwór przelotowy 184. Najbardziej korzystnie, energia kinetyczna ruchomego zasobnika 104 jest na tyle duża, iż wyrywa on część 170 z przepony 58 wybijając w niej pierwszy okrągły otwór 184 o średnicy równej średnicy swojej cylindrycznej powierzchni zewnętrznej 110.

Pierwszy otwór 184 jest pierwszym otworem, którym znajdująca się w komorze 18 mieszanka gazów wylatuje na zewnątrz. Pole powierzchni przekroju strumienia w pierwszym otworze 184 ma z góry określoną wartość zbliżoną do wielkości pola powierzchni przekroju poprzecznego ruchomego zasobnika 104, które w zalecanym przykładzie wykonania wynosi 0,018 cala kwadratowego. Gorące produkty spalania, wytworzone w zespole uruchamiającym 16, zapalają mieszankę gazów, która spala się i wylatuje na zewnątrz pierwszym otworem 184, i dalej przez korek 40 do otworów wylotowych gazu 50. Następnie dyfuzor 176 (fig. 1) z licznymi otworami wylotowymi 178 kieruje strumień gazów przez otwory 50 do poduszki powietrznej 12. Spoina 179 pomiędzy dyfuzoremu 176 a korkiem 40 uniemożliwia ucieczkę gazów dyfuzorem 176. Inna spoina 177 pomiędzy dyfuzoremu 176, a pojemnikiem 15 również uniemożliwia ucieczkę gazów dyfuzoremu 176.

Po przebiciu pierwszego otworu w przeponie 58 w ściance zamykającej 46, ruchomy zasobnik 104 biegnie dalej w prawo, patrząc na rysunek, do komory 18. Zasobnik 104 'przenosi palący się materiał palny 122 a także wyrwaną część 170 przepony 58 do mieszanki gazów w komorze 18. Produktami spalania materiału 122 są energia cieplna, gorące cząstki stałe i gorące gazy. W miarę jak ruchomy zasobnik 104 porusza się w mieszance gazów produkty te wylatują z jego komory 120 i rozpraszają, się w mieszance w stopniu wystarczającym do dalszego szybkiego zapalania palnych gazów w komorze 18.

Korzystnie, ruchomy zasobnik 104 porusza się w komorze 18 wzdłuż osi 61 od ścianki zamykającej 46 prawie do ścianki końcowej 24 pojemnika 15. Korzystnie, materiał palny 122 rozsiewa cały czas produktu spalania do mieszanki gazów do chwili dolotu zasobnika 104 do najdalszego końca komory 18. W komorze 18, w sąsiedztwie ścianki końcowej 24 pojemnika 15, można umieścić ekran (nie pokazany). Zasobnik 104 mógłby wtedy wbijać się w ekran i zatrzymywać się na nim w najdalszym końcu komory 18. Ekran ten mógłby również chwytać oderwaną część 170 przepony 58 stanowiącej część ścianki zamykającej 46, naniesionej przez zasobnik 104.

Skutkiem palenia się gazu palnego podczas jego wlatywania lub wylatywania z komory 18 jest wytwarzanie ciepła i gazowych produktów spalania, co zwiększa temperaturę i ciśnienie mieszanki gazów. Przykładowo, w urządzeniu doświadczalnym, składającym się ze zbiorniczka ciśnieniowego z komorą podobną do komory 18, ciśnienie mieszanki gazów rosło od początkowej wartości, wynoszącej w przybliżeniu 2000-2500 psi, do końcowej około 4500-5500 psi.

Mieszanka gazów zaczyna się już palić i wypływać z komory 18 pierwszym otworem 184, czemu towarzyszy wzrost ciśnienia w komorze 18, natomiast na przeponę 58 ścianki zamykającej 46 nadal działa różnica ciśnień gazów pomiędzy powierzchniami 66 i 68. W związku z tym, w miarę wzrostu ciśnienia wewnątrz komory 18 rośnie różnica ciśnień na przeponie 58. Po osiągnięciu przez nią z góry określonej wartości, siła wypadkowa, działająca osiowo na zewnątrz na przeponę 58, dochodzi do odpowiedniej z góry określonej wartości. W rezultacie wzrostu naprężeń, wywołanego siłą wynikającą z ciśnienia, pęka materiał ścianki zamykającej 46, w której na granicy pomiędzy przeponą 58 a obręczą 60 jest karb spiętrzający naprężenie.

Po pęknięciu materiału ścianki zamykającej 46, przepona 58 odpada i pod wpływem działających na nią gazów, wylatujących z komory 18, porusza się osiowo na zewnątrz od

178 144 ścianki 46 ku korkowi 40. W rezultacie w ściance zamykającej 46 powstaje drugi otwór 186, co widać na fig. 6. Okrągły kształt i średnica otworu 186 pasują do okrągłego kształtu i średnicy obrzeża przepony 58.

Drugi otwór 186 jest drugim wylotem gazu z komory 18. Drugi otwór 186 ma większą średnicę od pierwszego otworu 184, więc natężenie przepływu płynącego nim gazu jest znacznie większe od natężenia przepływu gazu płynącego poprzednio pierwszym otworem 184. Natężenie to dalej rośnie wskutek wzrostu ciśnienia w mieszance gazów podczas powstawania drugiego otworu 186. Dzięki temu mieszanka gazów, w której wzrosło ciśnienie w wyniku spalania gazów, szybko wylatuje z komory 18 i napełnia poduszkę powietrzną 12.

Rozumie się samo przez się, że na podstawie przedstawionego powyżej opisu wynalazku można w nim wprowadzić różne usprawnienia, zmiany i modyfikacje. Należy uważać, że tego typu usprawnienia, zmiany i modyfikacje, o ile dotyczą dziedziny wynalazku obejmują załączone zastrzeżenia patentowe.

αο

178 144 αο

178 144 oo

CN .r^

d)

IL

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie do napełniania poduszki powietrznej, znamienne tym, że posiada pojemnik (15) z płynem do napełniania, mający pierwszą powierzchnię zewnętrzną (19) i powierzchnię wewnętrzną. (26), która jest co najmniej częściowo gwintowana i stanowi powierzchnię gwintowanego otworu wchodzącego do pojemnika ' (19) pierwszej powierzchni zewnętrznej (19), korek (40) z powierzchnią zewnętrzną (45), która jest co najmniej częściowo gwintowana, wkręcany w gwintowany otwór pojemniku (15), przy czym powierzchnia zewnętrzna (45) korka (40) zawiera drugą powierzchnię zewnętrzną (51), sąsiadującą z pierwszą powierzchnią zewnętrzną (19) pojemnika (15), przy czym zewnętrzna powierzchnia (45) korka (40) i wewnętrzna powierzchnia (26) pojemnika (15), tworząca gwintowany otwór, stanowią powierzchnię przylegania (11) pomiędzy korkiem (40) a pojemnikiem (15), biegnącą do powierzchni zewnętrznej pojemnika (15), pomiędzy pierwszą i drugą powierzchnią zewnętrzną (19, 51), oraz elementy do uniemożliwiania ucieczki płynu do napełniania poduszki z pojemnika (15) przez powierzchnię przylegania (11), takie jak (i) pierścień pokrywający powierzchnię przylegania (11) i części powierzchni zewnętrznych: pierwszej i drugiej (19, 51), oraz (ii) elementy mocujące pierścień z powierzchniami zewnętrznymi: pierwszą i drugą (19,51).
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że elementem mocującym jest ciągły pierścień (63) biegnący wokół obrzeża korka (40).
3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że ciągły pierścień (63) biegnący wokół obrzeża korka (40) jest spoiną (55) utworzoną podczas zgrzewania tarciowego pomiędzy pierścieniem (30) a powierzchniami zewnętrznymi: pierwszą i drugą (19, 51).
4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że w pojemniku (15) znajduje się komora (18) do magazynowania znajdującego się pod ciśnieniem płynu do napełniania poduszki, przy czym pojemnik (15) ma koniec, na którym znajduje się pierwsza powierzchnia zewnętrzna (19).
5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że na korku (40) znajduje się kołnierz (49) biegnący promieniowo na zewnątrz od gwintowanej zewnętrznej części obrzeża korka (40), a druga powierzchnia zewnętrzna (51) stanowi powierzchnię kołnierza (49).
6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że kołnierz (49) zawiera powierzchnię przylegającą do powierzchni wewnętrznej (26) pojemnika (15).
7. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że korek (40) ma zamknięcie usytuowane w taki sposób, że uniemożliwia wypływ płynu do napełniania poduszki z komory (18) do poduszki powietrznej, przy czym na zamknięciu znajduje się specjalnie przygotowana przepona (58), która po pęknięciu, umożliwia płynowi do napełniania poduszki wypłynięcie z komory (18) do poduszki powietrznej.
8. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że w korku (40) znajduje się element tworzący kanał (82), którym wypływa znajdujący się pod ciśnieniem płyn do napełniania poduszki i napełnia pojemnik (15).
9. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że pierścień i element mocujący tworzą szczelne połączenie pojemnika (15) z korkiem (40).
10. SposóbwjówMzamaurządzeniadonadełmaniapoduszkiuowi etrznęj, znamienny tym, że wytwarza się pojemnik z pierwszą powierzchnią zewnętrzną i gwintowanym wewnętrznie otworem wchodzącym do pojemnika od pierwszej powierzchni zewnętrznej, wkręca się korek z co najmniej częściowo gwintowaną powierzchnią w gwintowany wewnętrznie otwór

178 144 w pojemniku, przy czym na zewnętrznym obrzeżu korka znajduje się druga powierzchnia zewnętrzna, przy czym po wkręceniu korka w gwintowany wewnętrznie otwór w pojemniku powstaje pomiędzy korkiem a pojemnikiem powierzchnia przylegania, która biegnie do obrzeża pojemnika pomiędzy powierzchniami zewnętrznymi: pierwszą i drugą, następnie umieszcza się pierścień pokrywający powierzchnię przylegania oraz części powierzchni zewnętrznych: pierwszą i drugą, oraz przymocowuje się pierścień do pierwszej i drugiej powierzchni zewnętrznej w sposób uniemożliwiający ucieczkę płynu do napełniania poduszki z pojemnika przez powierzchnię przylegania.
11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że w etapie mocowania pierścienia tworzy się szczelne połączenie pomiędzy pojemnikiem a korkiem.
12. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że w etapie mocowania pierścienia prowadzi się zgrzewanie tarciowe pierścienia z powierzchniami zewnętrznymi: pierwszą i drugą.