[发明专利]使用可变的多孔金属板的用于气囊充气装置的过滤器

说明书

背景技术

气囊和气囊系统已经被公知多年。这些系统被设计为在碰撞过程中使气囊向车辆内部膨胀。气囊被设计为使得乘客与气囊接触，而不是与方向盘、仪表板、车辆侧面和/或车辆的其它部分接触。气囊已经被认为可以挽救很多生命，并且在美国、欧洲和世界其它地方，现在是所有新的机动车的标准。

为了在碰撞过程中展开气囊，经常使用充气装置。充气装置是能够在碰撞过程中产生和/或输送一定量的充气气体进入气囊的设备。气体向气囊的流入起到展开气囊的作用，并且将充气的气囊定位在车辆内部。现有技术中已知的一种充气装置是“烟火”充气装置。这种类型的充气装置包括气体发生剂或者在碰撞过程中被点燃的其它烟火材料。当被点燃时，气体发生剂将产生接下来可以被输送进入气囊的一定量的气体。

气体发生剂的燃烧可以产生微粒和其它固体颗粒，在使气体进入气囊之前，它们应该被过滤出气体。因此，过滤器经常被添加到烟火充气装置，过滤器起作用以便以这种方式过滤气体。然而，很多已知的过滤器经常是昂贵的并且显著增加了与生产充气装置相关的成本。因此，应该设计一种并不昂贵但仍然能够有效过滤气体的新型过滤器。

发明内容

本发明公开一种充气装置。该充气装置包括能够在充气过程中产生一定量的气体的烟火材料。充气装置还包括围绕烟火材料卷绕的多孔金属板(expanded metal filters)过滤器，其中，当过滤器围绕烟火材料卷绕时，过滤器形成多个层并且每个层具有不同尺寸的孔。在一些实施例中，过滤器是单层材料。在其它实施例中，经过不同尺寸的孔的气体的流动确保气流不是定常(constant)的，并且起作用以过滤和冷却气体。不同尺寸的孔可以通过刺穿金属过滤器以形成一致尺寸的孔而产生。一旦形成切口，所述切口即被“拉伸”、“伸展”或“扩张”，使其具有适当的所需的尺寸。初始刺穿的尺寸以及材料被伸展的程度决定了开口的最终尺寸。过滤器还可以被调节，使其不影响充气装置的内燃压力。

在其它实施例中，过滤器可以进一步包括第一组屏障和第二组屏障。(这样的屏障可以添加到业界已知的丝网过滤器(wire mesh filters)或标准过滤器(standard filters))。第二组屏障定位在第一组屏障的外部，第二组屏障与第一组屏障偏置。经过过滤器的气体将遇到第一组屏障，被改变方向，遇到第二组屏障，被改变方向，然后流出过滤器。在其它实施例中，由第一组屏障引起的气体的改变方向使得微粒聚集在第一组屏障上，而由第二组屏障引起的气体的改变方向使得微粒聚集在第二组屏障上。第一和第二组屏障可以是多孔金属板过滤器没有被刺穿的区域。经过不同尺寸的孔的气体的流动可以确保气流不是定常的，并且起作用以过滤和冷却气体。另外的实施例被设计为，其中不同尺寸的孔的产生是通过刺穿金属过滤器而形成一致尺寸的孔，并且接着将孔扩张为具有所需尺寸的切口。

本发明涉及可以用作烟火气囊充气装置的一部分的过滤器。过滤器被设计为将固体微粒、残留物等等过滤出气流。过滤器还可以起作用以在气体进入气囊之前冷却气体。为了正确地过滤气体，过滤器可以对气体具有渗透性但是对固体没有渗透性。在一些实施例中，这可以通过在过滤器中具有足够小的开口(或孔)而实现，使得气体可以流动通过开口而固体材料不能。

过滤器通常由单条材料制成。然而，这条材料可以卷绕成圆形，使得气体发生剂定位在过滤器的内部。过滤器如此的卷绕可以使得过滤器形成多种不同的层。从充气装置逸出的气体在逸出过滤器之前，必须经过过滤器的所有层。

过滤器可以是“可变的多孔板过滤器(variable expanded filters)”，这意味着一个或多个开口将具有不同尺寸(或直径)。在一些实施例中，不同尺寸的开口可以被定位，使得当过滤器围绕气体发生剂卷绕时，这些开口在不同的“层”上。同样地，邻近的开口或者在过滤器上紧邻的开口可以根据需要具有不同尺寸和轮廓。对于不同尺寸的开口，可以使用任意的位置。

应该注意的是，在单条过滤材料中使用不同尺寸的开口是有益的。例如通过改变开口的尺寸，通过过滤器的气体的流动可以根据需要被很好地调节、调整、改变或校准。同样地，通过改变整个过滤器中开口的尺寸，可以获得非均匀的过滤器，由此意味着通过过滤器一个部分/区域的气体流动可以与通过过滤器另一区域的气体流动不同。这样的不定常和/或非均匀流动是理想的，在于其可以提供将微粒更有效地过滤出气体。另外，这种非均匀、不定常的气流可以起作用以在气体离开过滤器并且进入气囊之前提供对气体的进一步冷却。