CZ2009415A3

CZ2009415A3 - Plastový pinový generátor plynu

Info

Publication number: CZ2009415A3
Application number: CZ20090415A
Authority: CZ
Inventors: Lorenc@Slávek; Nemcák@Ondrej; Cedidla@Zdenek
Original assignee: Indet Safety Systems A.S.
Priority date: 2009-06-29
Filing date: 2009-06-29
Publication date: 2011-01-12
Also published as: CZ305260B6

Abstract

Plastový pinový generátor plynu má držák (1), nesoucí kontakty (2) a pyrotechnickou slož (3). Držák (1) je uložen v plastovém pouzdru (4), jehož materiál obsahuje detekcní a/nebo znackovací prvky nebo složku, pricemž základna (4a) a dno (4b) pouzdra (4) jsou zvencí obklopeny zpevnovací vložkou (5). Telo (4c) pouzdra (4) je v horní cásti opatreno krytkou (6), která je na svém obvodu tesne spojena s telem (4c) pouzdra (4), s nímž vytvárí integrální uzavrený prostor komory (7). Zpusob výroby plastového pinového generátoru plynu podle vynálezu spocívá v tom, že držák (1) s kontakty (2) a pyrotechnickou složí (3) se opatrí zpevnovací vložkou (5) a tento celek se vloží do vstrikovací formy predehráté na teplotu 50 až 150 .degree.C, kde se nastríkne plastové pouzdro (4) z taveniny o teplote 150 až 350 .degree.C. Po následném ochlazení plastového pouzdra (4) a vsypání propelentu se shora umístí krytka (6), která se s pouzdrem (4) tesne spojí laserovým, ultrazvukovým nebo rotacním svarováním, prípadne kovovou páskou. Plastový pinový generátor plynu podle vynálezu je použitelný pro prvky pasivní bezpecnosti v automobilovém prumyslu, a dále pak ve všech systémech vyžadujících rychlé vygenerování plynných zplodin sloužících jako zdroj energie.

Description

Plastový pinový generátor plynů

Oblast techniky

Vynález se týká generátoru plynů pro použití v předpínačích bezpečnostních pásů, které jsou součástí pasivní ochrany osob ve vozidle. Tento systém je využitelný zejména v automobilovém průmyslu. Vynález se dále týká způsobu výroby tohoto plastového pinového generátoru plynů.

Dosavadní stav techniky

Jak je doposud známo, v automobilovém průmyslu se jako vyvíječe plynů pro předpínače bezpečnostních pásů využívají tzv. micro gas generátory (MGG).

Tyto vyvíječe plynů mohou být zhruba rozděleny na skupinu pinových a leadwirových (lankových) MGG.

Dosavadní známá konstrukce pinových MGG je založena na použití kovových, zejména pak hliníkových součástí. Tyto MGG se skládají z držáku-holderu jako nosné komponenty iniciátoru, dále pak iniciátoru samotného, zkratovacího prvku, kovového kontejneru-kalíšku-obalu s definovaným množstvím střeliviny, tedy výbušniny sloužící ke generaci plynů. Všechny tyto komponenty vstupují jako individuální součásti, které teprve po vzájemném sestavení tvoří jeden kompaktní celek MGG použitelného pro montáž do předpínačů bezpečnostních pásů.

Konstrukce lankového (leadwirového) MGG je velice podobná prvnímu uvedenému typu. V porovnání s pinovým MGG se však ke konstrukci lankového MGG využívají zejména plastové materiály. Lankové MGG jsou tvořeny plastovou podsestavou, ve které je zastříknut iniciátor. Na tomto iniciátoru je například odporovým svařováním navařen elektrický vodič. Tato podsestava (jako jedna z komponent) je kompletována s plastovým nebo kovovým kalíškem obsahující střelivinu - propelent.

Princip fungování MGG je takový, že po přivedení elektrického impulsu na iniciátor (nazývaný obvykle squib, pilule atd.) dojde k jeho iniciaci, která dále způsobí rozhoření střeliviny-propelentu. To vede k vyvíjení plynů. Vyvinutý plyn je potom zdrojem energie pro pohyblivé součásti použité v předpínací bezpečnostních pásů.

Nevýhodou těchto popsaných MGG je jejich poměrně vysoká cena a omezená variabilita kombinace iniciátoru, holderu a kontejneru pro propelent. Dalšími nevýhodami «

jsou omezená těsnost MGG a náročný způsob kompletace součástek, kdy je zapotřebí mechanických lisů pro jejich sestavení v modulech či jiných zařízeních.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nevýhody a nedostatky dosud známých klasických typů vyvíječů plynů do značné míry odstraňuje plastový pinový generátor plynů podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že držák, nesoucí kontakty a pyrotechnickou slož, je uložen v plastovém pouzdru, jehož materiál obsahuje detekční a/nebo značkovací prvky nebo složku, přičemž základna a dno pouzdra jsou zvenčí obklopeny zpevňovací vložkou a tělo pouzdra je v horní části opatřeno krytkou, která je na svém obvodu těsně spojena s tělem pouzdra, s nímž vytváří integrální uzavřený prostor komory pro propelent.

Podstata způsobu výroby plastového pinového generátoru plynů podle vynálezu spočívá dále v tom, že držák s kontakty a pyrotechnickou složí se opatří zpevňovací vložkou a tento celek se vloží do vstřikovací formy předehřáté na teplotu 50 až 150°C, kde se nastrikne plastové pouzdro z taveniny o teplotě 150 až 350°C, po následném ochlazení plastového pouzdra a vsypání propelentu se shora umístí krytka, která se s pouzdrem těsně spojí laserovým, ultrazvukovým nebo rotačním svařováním, případně kovovou páskou.

Výhodou plastového pinového generátoru plynů podle vynálezu je skutečnost, že plastové pouzdro obsahuje detekční/značkovací prvky a/nebo složky, které jsou dobře mísitelné nebo začlenitelné do materiálu plastového pouzdra. Výhoda tohoto začlenění spočívá zejména v snadnější detekovatelnosti výrobků a v omezení možnosti zneužití pyrotechnických výrobků na bázi MGG pro účely jiné, než k jakým jsou určeny, tedy do systémů pasivní bezpečnosti pro automobily, popř. jiných systémů vyžadujících rychlou generaci plynů pro vykonání práce. Jako značkovací složka mohou být použita speciální skleněná vlákna.

Výhodou způsobu výroby plastového pinového generátoru plynů podle vynálezu je jedno-procesní příprava nástřikem plastu na zpevňovací vložku s iniciátorem za současného vytvoření plastového pouzdra pro propelent. Způsob podle vynálezu je tedy výhodný díky zmenšení počtu technologických operací vedoucích k vytvoření kompaktního celku.

Plastový pinový generátor plynů podle vynálezu vykazuje standardní vnější tvar a konektorový interface, který si vyžaduje daná aplikace, ale skladebný systém společně s pružnou technologií z něj činí značně variabilní výrobek s novými možnostmi. Jedná se zejména o možnost změny použitého typu iniciátoru, dále pak možnost zvýšení celkové • · ·« ··

Φ ·

Φ « · · • · · ♦ · ♦ ·♦ ·· « · * · • · · « · · • · · · ·· 3*· ovlivnění velikosti • · ·»*· ·· robustnosti vyvíječe plynů proti působení zpětného tlaku a možností vnitřního prostoru MGG, který udává maximální použitelné množství plynotvomého prostředku, tedy propelentu. Nespornou výhodou bude dále také vyšší hermetická těsnost a vyšší bezpečnost plastového pinového generátoru plynů podle vynálezu.

V porovnání s leadwirovou verzí MGG přináší generátor plynů podle vynálezu zlepšení v celkovém zvýšení odolnosti proti zpětnému tlaku a jak již bylo uvedeno, také značnou výhodu v podobě jednodušší technologie. V porovnání s klasickými MGG, ať již pinového nebo leadwirového typu, je plastový pinový generátor plynů podle vynálezu díky použitým materiálům levnější alternativou.

Přehled obrázků na výkresech

Konkrétní provedení plastového pinového generátoru plynů podle vynálezu jsou znázorněna na přiložených výkresech, na kterých značí:

- obr. 1 - univerzální plastový pinový generátor plynů vytvářející hermeticky těsný typ elektrického iniciátoru, zesílený zažehovač

- obr. 2 - jiný příklad provedení plastového pinového generátoru plynů podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Plastový pinový generátor plynů podle obr. 1 je tvořen držákem (1) s kontakty (2) nesoucími pyrotechnickou slož (3) tak, že držák (1) je zafixován na kovové zpevňovací vložce (5) a tento celek je obklopen plastovým materiálem tvořícím základnu (4a), dno (4b) a (4c) pouzdra (4). Jako plastový materiál je zde použit termoplast na bázi PPA, plněný speciálními skleněnými vlákny. Pouzdro (4) vymezuje prostor komory (7) naplněné propelentem a shora hermeticky uzavřené plastovou krytkou (6).

Proces výroby tohoto pinového generátoru plynů je takový, že kovová zpevňovací vložka (5) je společně s držákem (1) pyrotechnické sloze (3) zafixovaná ve vstrikolisové formě předehřáté na předepsanou teplotu odpovídající použitému termoplastu. Tato forma je potom uzavřena a do formy je vstříknuta tavenina termoplastu, čímž dojde k vytvoření plastového pouzdra (4) ve smyslu obr. 1. Jedná se tedy o jednokrokové zastříknutí iniciátoru s kontakty (2) v držáku (1) na zpevňovací vložce (5) se současným vytvořením plastového pouzdra (4), jehož vnitřní prostor je komorou (7) pro propelent. Komora (7) je poté naplněna propelentem a následně hermeticky uzavřena plastovou krytkou (6). K uzavření je použito laserového svařování.

Příklad 2

Plastový pinový generátor plynů podle obr. 2 je opět tvořen držákem (1) s kontakty (2) nesoucími pyrotechnickou slož (3) tak, že držák (1) je zafixován na kovové zpevňovací vložce (5) a tento celek je obklopen plastovým materiálem tvořícím základnu (4a), dno (4b) a (4c) pouzdra (4). Jako plastový materiál je zde použit termoplast na bázi PBT, plněný sendvičovými mikrotělísky jako detekčními aditivy. Pouzdro (4) opět vymezuje prostor komory (7) naplněné propelentem a shora hermeticky uzavřené krytkou (6) z Al-fólie.

Proces výroby tohoto pinového generátoru plynů je takový, že kovová zpevňovací vložka (5) je společně s držákem (1) pyrotechnické slože (3) zafixovaná ve vstřikolisové formě předehřáté na teplotu odpovídající zde použitému termoplastu. Tato forma je potom uzavřena a tavenina termoplastu je vstříknuta do formy, čímž dojde k vytvoření plastového pouzdra (4) ve smyslu obr. 2. Také zde tedy jde o jednokrokové zastříknutí iniciátoru s kontakty (2) v držáku (l) na zpevňovací vložce (5) se současným vytvořením plastového pouzdra (4), jehož vnitřní prostor je komorou (7) pro propelent. Komora (7) je poté naplněna propelentem a následně hermeticky uzavřena kovovou krytkou (6) na bázi Al. K uzavření je použito tepelného svařování.

Další možností uzavření komory (7) je například přelepení kovovou fólií opatřenou lepící vrstvou.

Průmyslová využitelnost

Vynález je využitelný v oblasti pasivní ochrany posádky automobilu jako součást předpínačů bezpečnostních pásů. S ohledem na použití propelentu jako plynotvomého prostředku je možno tento vynález použít také pro jiné aplikace spojené např. se zabezpečovacím systémem automobilu proti odcizení.

·*Φ· ♦· * Λ * · Φ •Φ ·« *Φ »·*» Φ· »· ·· * · · • φ φφ 4 • φ ·« • φ φ · φ* ·<

φ» • ♦ ** φ φ ·· • · φ* * * ·φ

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Plastový pinový generátor plynů obsahující držák, kontakty a iniciátor, vyznačující se t í m, že držák (1), nesoucí kontakty (2) a pyrotechnickou slož (3), je uložen v plastovém pouzdru (4), jehož materiál obsahuje detekční a/nebo značkovací prvky nebo složku, přičemž základna (4a) a dno (4b) pouzdra (4) jsou zvenčí obklopeny zpevňovací vložkou (5) a tělo (4c) pouzdra (4) je v horní části opatřeno krytkou (6), která je na svém obvodu těsně spojena s tělem (4c) pouzdra (4), s nímž vytváří integrální uzavřený prostor komory (7) pro propelent.
2. Plastový pinový generátor plynů podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, že plastové pouzdro (4) je vytvořeno z termoplastu na bázi PA, PPA, PPS, PBT, PI, PC, PEEK a má tloušťku stěny těla (4c) 0,5 až 2,0mm a tloušťku dna (4b) 0,4 až 2,5 mm.
3. Plastový pinový generátor plynů podle nároku 1, v y z n a č u j í c í se t í m, že plastové pouzdro (4) jako detekční prvky obsahuje sendvičová mikrotělíska, mikrotělíska z kovové slitiny, slabě radioaktivní tělíska a/nebo toto pouzdro (4) obsahuje značkovací složku ze skupiny zahrnující DMNB, DNT, 1,2,3propantrioltrinitrát a jejich směsi, a/nebo speciální skleněná vlákna.
4. Plastový pinový generátor plynů podle nároku 1,vyznačující se tím, že zpevňovací vložka (5) je tvořena kovovým materiálem, zejména na bázi železa, hliníku, nerezové oceli, mosazi, o tloušťkách 0,5 až 2,0mm.
5. Plastový pinový generátor plynů podle nároku 1,vyznačující se tím, že krytka (6) o tloušťce 0,1 až 3,0mm je vytvořena z plastu a její spojení s tělem (4c) plastového pouzdra (4) je provedeno laserovým, ultrazvukovým nebo tepelným svarem.
6. Plastový pinový generátor plynů podle nároku la 6, vyznačující se tím, že krytka (6) má ve své středové oblasti tloušťku sníženou na 0.8 až 0,05 mm.
7. Plastový pinový generátor plynů podle nároku 1,vyznačující se tím, že krytka (6) je tvořena kovovou fólií a její spojení s tělem (4c) plastového pouzdra (4) je provedeno lepivou vrstvou.
8. Plastový pinový generátor plynů podle nároku 1, v y z n a č u j í c í se t í m, že krytka (6) je tvořena kovovou fólií a její spojení s tělem (4c) plastového pouzdra (4) je provedeno tepelným svarem.
9. Způsob výroby plastového pinového generátoru plynů dle nároku 1, vyznačující se tím, že držák (1) s kontakty (2) a iniciátorem (3) se opatří zpevňovací vložkou (5) a tento celek se vloží do vstřikovací formy předehřáté na teplotu 50 až 150°C, kde se nastříkne plastové pouzdro (4) z taveniny o teplotě 150 až 350°C, po následném ochlazení plastového pouzdra (4) a vsypání propelentu do prostoru komory (7) se shora umístí krytka (6), která se s pouzdrem (4) těsně spojí laserovým, ultrazvukovým nebo rotačním svařováním, případně kovovou páskou.