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QUERVERWEIS ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
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Diese
Anmeldung beansprucht die Rechte der US-Provisional Anmeldung mit
dem Aktenzeichen 60/848,682, eingereicht am 30. September 2006.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Gaserzeugungssysteme und
Gaserzeugungszusammensetzungen, die zum Beispiel in Gaserzeuger-Vorrichtungen
für Kraftfahrzeugrückhaltesysteme eingesetzt werden.
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Wie
im Stand der Technik bekannt ist, können Gaserzeugungssysteme
verwendet werden, um eine Zufuhr von Aufblas- oder Betätigungsgas
zu einem mit Gas betätigten Element eines Fahrzeuginsassenschutzsystems
bereitzustellen. Eine andauernde Herausforderung ist es, die Herstellung
eines Gaserzeugungssystems durch Reduzieren der Größe,
des Gewichts und der Anzahl von Bestandteilen, die bei dessen Herstellung
erforderlich sind zu erleichtern. Zum Beispiel werden in vielen
Gaserzeugern, die in Fahrzeuginsassenschutzsystemen verwendet werden,
mehrere diskrete Zusammensetzungen bereitgestellt, um bei entsprechenden
diskreten Funktionen zu wirken. Diese Zusammensetzungen schließen
häufig eine primäre Gaserzeugungszusammensetzung
ein, die, wenn sie verbrannt wird, ausreichende Mengen gasförmige
Produkte bereitstellt, um eine assoziierte Rückhaltevorrichtung
wie einen Airbag oder Gurtstraffer zu betreiben.
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Eine
Booster-Zusammensetzung wird eingesetzt, um den Druck und die Wärme
innerhalb des Gaserzeugers vor der Verbrennung des primären
Gaserzeugungsmittels anzuheben, wodurch Bedingungen innerhalb des
Gasgenerators erzeugt werden, welche die effiziente Verbrennung
des primären Gaserzeugungsmittels erleichtern.
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Eine
noch andere Zusammensetzung ist eine Selbstzündungs-Zusammensetzung,
die eingesetzt wird, um eine sichere Verbrennung der anderen Zusammensetzungen
im Fall eines Feuers bereitzustellen. Die Selbstzündungs-Zusammensetzung
ist so gestaltet, um bei Temperaturen zum Beispiel unterhalb des Schmelzpunkts
des primären Gaserzeugungsmittels zu zünden, wodurch
die kontrollierte Verbrennung des primären Gaserzeugungsmittels
sichergestellt wird. Die Zündung der Selbstzündungs-Zusammensetzung stellt
die Flammenfront und Druckfront bereit, die notwendig sind, um eine
Gaserzeugungszusammensetzung sicher zu zünden, die sich
in brennbaren Kommunikation mit der Selbstzündungs-Zusammensetzung
befindet. Als Ergebnis wird das Haupt-Gaserzeugungsmittel sicher
vor dem Schmelzen gezündet.
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Während
jede einzelne Zusammensetzung zum effizienten und effektiven Betrieb
des Gaserzeugungssystems beiträgt, trägt jedoch
auch jede Zusammensetzung zu Gewicht, Kosten (an Materialien und Montagezeit)
und dem Volumen des Systems bei. Zum Beispiel werden, um die Betätigung
jeder Zusammensetzung zu erleichtern und um das Vermischen der verschiedenen
Zusammensetzungen zu verhindern, die Booster-Zusammensetzung, das
Gaserzeugungsmittel und die Selbstzündungs-Zusammensetzungen üblicherweise
in getrennten Rohren oder Kammern gelagert. Die Bereitstellung einer
separaten Lagerkammer für jede Zusammensetzung trägt
allgemein zum Gewicht, den Kosten und der Montagezeit bei, die benötigt
wird, um das Gaserzeugungssystem zu bauen. Zusätzlich,
wenn eine relativ größere Menge brennbaren Materials während
des Betriebs des Systems verbrannt wird, wird üblicherweise
eine größere Menge an Ausströmungen und
Wärme durch das Brennen des Materials erzeugt. Deshalb
wäre es vorteilhaft, die Anzahl der Gaserzeugungssystem-Komponenten
und die Anzahl von Zusammensetzungen zu reduzieren, die beim Betrieb
des Systems verwendet werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
oben erwähnten und andere Anliegen können durch
Gaserzeugungssysteme gelöst werden, die eine Gaserzeugungsmittel-Zusammensetzung
einschließen, enthaltend ein erstes Oxidationsmittel, ausgewählt
aus Metallchloraten wie Kaliumchlorat, eine Carbonsäure
oder Dicarbonsäure als einen primären Brennstoff,
ein sekundäres Oxidationsmittel, ausgewählt aus
Metall- und Nichtmetallnitraten, Nitriten, Oxiden, basischen Metallnitraten
und anderen bekannten Oxidationsmitteln, und einem optionalen sekundären
Brennstoff, ausgewählt aus Azolen, einschließlich
Tetrazolen, Triazolen und Furazanen, und deren Salzen. Andere Bestandteile,
einschließlich Extrusionshilfen wie hochdisperses Siliciumdioxid
und/oder Graphit können in relativ kleinen Mengen eingeschlossen
sein.
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In
weiterer Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung
sind auch ein Gaserzeuger und ein Fahrzeuginsassenschutzsystem eingeschlossen,
welche die Gaserzeugungsmittel/Booster-Zusammensetzung einschließen.
Neue Gaserzeugungsmittelzubereitungen, wie sie hierin beschrieben
werden, beinhalten die Funktionen von sowohl der Gaserzeugungs-
als auch der Booster-Zusammensetzung. Alternativ können
die hierin beschriebenen Gaserzeugungsmittelzubereitungen die Funktionen
der Gaserzeugungsmittel-, Booster- und der Selbstzündungs-Zusammensetzungen
beinhalten. In Anbetracht des multifunktionalen Nutzens der Gaserzeugungszusammensetzung,
können die Booster- und/oder Selbstzündungsmaterialien
und die Struktur, welche die Kammern zur Aufnahme der Booster- und/oder
Selbstzündungs-Materialien definieren, eliminiert werden, wodurch
die Herstellung des Gasgenerators vereinfacht wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Querschnittsseitenansicht, welche die allgemeine Struktur eines
konventionellen Gaserzeugungssystems zeigt, das getrennte Booster-
und Gaserzeugungsmittel-Kammern einschließt;
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2 ist
eine Querschnittsseitenansicht, welche die allgemeine Struktur eines
Gaserzeugungssystems in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung zeigt, in welcher die Booster-Kammer eliminiert worden
ist;
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3 ist
eine schematische Darstellung eines beispielhaften Fahrzeuginsassenrückhaltesystems, welches
eine Gaserzeugungszusammensetzung in Übereinstimmung mit
der vorliegenden Erfindung enthält; und
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4 ist
eine Querschnittsseitenansicht, welche die allgemeine Struktur eines
Gaserzeugungssystems in Übereinstimmung mit einem alternativen
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, in
welchem die Booster-Kammer eliminiert worden ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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1 zeigt
einen Querschnitt eines konventionellen Gaserzeugungssystems 10,
welches in sich separate Booster- und Gaserzeugungs-Kammern einschließt.
Die Ausführungsbeispiele des Gaserzeugungssystems, die
in den 1, 2 und 4 gezeigt
sind, liegen in Form von Gasgeneratoren vor, die zum Beispiel zum
Aufblasen assoziierter Elemente eines Fahrzeuginsassenschutzsystems
verwendbar sind. Jedoch können solche Gaserzeugungssysteme
auch in anderen Anwendungen verwendet werden. Die Struktur und der
Betrieb der hierin beschriebenen Grundkomponenten des Systems sind
im Stand der Technik bekannt. Zusätzlich sind die Materialien
und Techniken, die zur Herstellung der strukturellen Komponenten
des Gaserzeugungssystems verwendet werden, im Stand der Technik
bekannt.
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System 10 schließt
ein äußeres Gehäuse 12 und ein
inneres Gehäuse 14 ein, das innerhalb des äußeren
Gehäuses positioniert ist und welches eine Menge Gaserzeugungsmaterial 16 enthält.
Das innere Gehäuse 14 definiert eine Verbrennungskammer
für das Gaserzeugungsmittel. Öffnungen 18 des
inneren Gehäuses stellen Fluidkommunikation zwischen dem
Innenbereich und Außenbereich des inneren Gehäuses 14 bereit.
Ein Fluidstromweg wird innerhalb von Gehäuse 12 und
zwischen den Öffnungen 18 und Gasaustrittsöffnungen 20 bereitgestellt,
die in einem Ende oder anderen Teil von Gehäuse 12 gebildet
sind. Eine Booster-Kammer 22 wird gebildet durch einen
Booster-Napf 23 und eine Trennwand 28. Kammer 22 nimmt
eine Booster-Zusammensetzung 24 auf. Trennwand 28 trennt
Booster-Zusammensetzung 24 von Gaserzeugungsmittel 16 und
ermöglicht Fluidkommunikation (über Öffnung 28a)
zwischen der Booster-Kammer und der Verbrennungskammer bei Aktivierung
des Gaserzeugungssystems und der Verbrennung der Booster-Zusammensetzung.
Wie hierin verwendet ist der Begriff "Booster-Kammer" so zu verstehen,
dass er irgendeine Struktur und/oder Komponenten kennzeichnet, welche
die Funktion des Trennens der Booster-Zusammensetzung von der Gaserzeugungszusammensetzung
gewährleisten. Ein Zünder 32 wird zum
Auslösen der Verbrennung von Booster-Zusammensetzung 24 bei
Empfang eines Aktivierungssignals bereitgestellt, auf eine Weise,
die im Stand der Technik bekannt ist. Ein Selbstzündungs-Material 30 ist
derart positioniert, dass es Fluidkommunikation mit der Booster-Zusammensetzung 24 bei
Exposition des Systems mit einer erhöhten externen Temperatur
(wie die, welche zum Beispiel durch ein Feuer erzeugt wird) bereitstellt
oder ermöglicht, die ausreichend ist, um Zündung
des Selbstzündungsmaterials zu bewirken.
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2 zeigt
eine Querschnittsseitenansicht, welche die allgemeine Struktur eines
Gaserzeugungssystems 100 in Übereinstimmung mit
der vorliegenden Erfindung zeigt. Komponenten, die dem in den 1, 2 und 4 gezeigten
System gemeinsam sind, sind für die Zwecke der Einfachheit
und Klarheit gleiche Bezugszeichen gegeben worden. Man kann bei
einem Vergleich der 1 und 2 sehen,
dass die separate Booster-Zusammensetzung 24 und Booster-Kammer 22,
die in 1 gezeigt werden, bei dem in 2 gezeigten
System eliminiert worden sind. Das wird erreicht durch die Verwendung
einer Gaserzeugungszusammensetzung 116 in Übereinstimmung
mit einem der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele.
Solche Zusammensetzungen gewährleisten die Funktionen sowohl
der Gaserzeugungs- als auch der Booster-Zusammensetzungen, oder
die Funktionen von Gaserzeugungs-, Booster- und Selbstzündungs-Zusammensetzungen,
wodurch der Bedarf an separaten Zusammensetzungen und der Struktur
(wie des Booster-Napfs und der Trennwand), welche benötigt
wurde, um die Zusammensetzungen zu trennen und zu unterstützen,
eliminiert wird. Das reduziert das Systemgewicht und ermöglicht
es, dass die Länge der Systemhülle verkürzt
wird. Wo ein Gaserzeugungsmittel zubereitet wird, welches nur als
Gaserzeugungs- und Booster-Zusammensetzung fungiert, kann noch immer
eine separate Selbstzündungs-Zusammensetzung an einem geeigneten
Ort innerhalb des Gaserzeugungssystems bereitgestellt werden, um
das sichere Auslösen des Systems im Fall eines Feuers sicherzustellen,
wie vorher beschrieben wurde.
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In
einem Ausführungsbeispiel enthalten Gaserzeugungszusammensetzungen
in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ein erstes
Oxidationsmittel, ausgewählt aus Alkali-, Erdalkali- und Übergangsmetallchloraten
und deren Mischungen, wie Kaliumchlorat, in ungefähr 10–60
Gewichts einen primären Brennstoff, ausgewählt
aus Car bonsäuren und Dicarbonsäuren, wie DL-Weinsäure,
in ungefähr 15–45 Gewichts ein sekundäres
Oxidationsmittel, ausgewählt aus Metall- und Nichtmetallnitraten,
Nitriten, Oxiden und anderen bekannten Oxidationsmitteln, in ungefähr
30–50 und einen sekundären Brennstoff, ausgewählt
aus Tetrazolen, Triazolen, Furazanen und deren Salzen, in ungefähr
0–30 Gewichts wobei die genannten Gewichts-% berechnet
sind in Bezug auf das Gewicht der gesamten Zusammensetzung. Extrusionhilfen
oder Verarbeitungszusätze wie Graphit oder hochdisperses
Siliciumdioxid können in relativ kleineren Mengen hinzugefügt
werden, wie zum Beispiel 0,1–2 Gewichts der gesamten Zusammensetzung.
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In
einem anderen Ausführungsbeispiel enthalten Gaserzeugungszusammensetzungen
in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ein Metallchlorat
wie Kaliumchlorat; einen primären Brennstoff, ausgewählt
aus Carbonsäuren und Dicarbonsäuren einschließlich
DL-Weinsäure, L-Weinsäure, D-Weinsäure, Bernsteinsäure,
Glutaminsäure, Adipinsäure, Schleimsäure,
Fumarsäure, Oxalsäure, Galactarsäure,
Zitronensäure, Glykolsäure, L-Äpfelsäure
und Verbindungen, die wenigstens eine -COOH-Gruppe besitzen, und
deren Mischungen; einen zweiten Brennstoff, ausgewählt
aus einem Azol einschließlich Tetrazolen, Triazolen, Furazanen,
deren Salzen und deren Mischungen; ein sekundäres Oxidationsmittel,
ausgewählt aus Metall- und Nichtmetallnitraten oder anderen
bekannten Oxidationsmitteln, die kein Perchlorat enthalten. Es wird
jedoch gewürdigt werden, dass jede Zusammensetzung, welche
die multifunktionalen Nutzen von Gaserzeugungsmittel, Booster und
(optional) Selbstzündung bereitstellt, in Betracht gezogen
wird.
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Die
Carbonsäure oder Dicarbonsäure wird bevorzugt
einen primären Wasserstoff oder einen PKA von kleiner oder
gleich 3 besitzen. Dennoch ist gefunden worden, dass bei bestimmten
Brennstoffen/Salzen der pKa der Basissäure von bis zu 5,0
oder weniger ausreichend sein kann.
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In
einem speziellen Ausführungsbeispiel werden die Gesamtbrennstoff-Bestandteile
einschließlich des Carboxyl-Brennstoffs und des zweiten
Brennstoffs in ungefähr 20–45 Gewichts-% der gesamten
Zusammensetzung bereitgestellt; der Oxidationsmittel-Bestandteil
wird in ungefähr 20–50 Gewichts-% der gesamten Zusammensetzung
bereitgestellt; und das Kaliumchlorat oder Metallchlorat wird in
ungefähr 10–60 Gewichts-% der gesamten Zusammensetzung
bereitgestellt, worin die Gewichtsprozent des Chlorats getrennt von
dem des Oxidationsmittels berechnet werden. Die Zusammensetzung
kann durch nasses oder trockenes Mischen der Bestandteile in granulierter
Form auf eine bekannte Weise gebildet werden, und dann Pelletieren oder
anderweitiges Formen der Zusammensetzung für die weitere
Verwendung. Die Bestandteile können von "Fisher Chemical",
"Aldrich Chemical", "GFS" und anderen bekannten Lieferanten bezogen
werden.
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden durch die folgenden Beispiele
veranschaulicht:
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VERGLEICHSBEISPIEL 1
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Eine
bekannte Gaserzeugungszusammensetzung wurde durch homogenes Mischen
getrockneter und granulierter D-Glucose in ungefähr 26,875
Gewichts-% und Kaliumchlorat in ungefähr 73,125 Gewichts-% hergestellt,
wobei die angegebenen Prozent bezogen sind auf das Gewicht der gesamten
Zusammensetzung. Die Zusammensetzung zündete selbst bei
ungefähr 144°C, wie mittels DSK-Analyse gemessen
wurde. Das Treibmittel, das aus den Bestandteilen gebildet wurde,
resultierte in einer Gasausbeute von ungefähr 55,5%. Die
Schlagempfindlichkeit dieser Zubereitung hatte einen HD50 von 2,0
Inch, wie in Übereinstimmung mit dem Bruceton-Test festgestellt
wurde.
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BEISPIEL 2
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Eine
beispielhafte Zubereitung wurde bereitgestellt, die als Booster,
Selbstzündungs-Zusammensetzung und Gaserzeugungszusammensetzung
fungierte. Die Zubereitung enthält 5-Aminotetrazol in ungefähr 19,0
Gewichts-%, DL-Weinsäure in ungefähr 20,0 Gewichts-%,
Strontiumnitrat in ungefähr 35,0 Gewichts-% und Kaliumchlorat
in ungefähr 26,0 Gewichts-%. Die Bestandteile wurden vorher
und getrennt auf eine relativ kleine Größe auf
bekannte Weise gemahlen. Sie wurden dann trockengemischt um eine
im Wesentlichen homogene Zusammensetzung zu bilden. Die Zusammensetzung
zündete selbst bei ungefähr 140°C wie
mittels DSK-Analyse gemessen wurde. Das Treibmittel, das aus den
Bestandteilen gebildet wurde, resultierte in einer Gasausbeute von
ungefähr 67%. Die Schlagempfindlichkeit dieser Zubereitung
hatte einen HD50 von 11,5 Inch, wie in Übereinstimmung
dem Bruceton-Test festgestellt wurde. Die Zusammensetzung wurde
ungefähr 480 Stunden lang bei 107°C gealtert und
zündete immer noch von selbst bei ungefähr 145,1°C,
wie mittels DSK-Analyse bestimmt wurde.
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BEISPIEL 3
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Eine
beispielhafte Zubereitung wurde bereitgestellt, die als Booster,
Selbstzündungs- und Gaserzeugungszusammensetzung fungierte.
Die Zubereitung enthält 5-Aminotetrazol in ungefähr
19,0 Gewichts-%, DL-Weinsäure in ungefähr 19,0
Gewichts-%, Strontiumnitrat in ungefähr 50,0 Gewichts-%
und Kaliumchlorat in ungefähr 12,0 Gewichts-%. Die Bestandteile
wurden granuliert und trockengemischt um eine im Wesentlichen homogene
Zusammensetzung zu bilden. Die Zusammensetzung zündete
selbst bei ungefähr 141°C, wie mittels DSK-Analyse
gemessen wurde. Das aus den Bestandteilen gebildete Treibmittel
resultierte in einer Gasausbeute von ungefähr 68,2 Die
Schlagempfindlichkeit dieser Zubereitung hatte einen HD50 von 8,8
Inch, wie in Übereinstimmung mit dem Bruceton-Test festgestellt
wurde. Wie in 3 gezeigt, zeigte die Zusammensetzung
eine relativ starke Brennrate über verschiedene Druck-Regimes,
und zeigte insbesondere Brennraten von über 0,8 Inch pro
Sekunde (ips). Wieder Bezug nehmend auf 3 kann man
sehen, dass die Zusammensetzung eine Brennrate von ungefähr
0,2 ips bei ungefähr 200 psig, ungefähr 0,35 ips
bei ungefähr 550 psig, ungefähr 0,5 ips bei ungefähr
1000 psig, ungefähr 0,55 ips bei ungefähr 1500
psig, ungefähr 0,85 ips bei ungefähr 2000 psig,
ungefähr 0,9 ips bei ungefähr 2500 psig, ungefähr
0,85 ips bei ungefähr 3000 psig und ungefähr 1,2
ips bei ungefähr 3900 psig zeigte. Man kann deshalb erkennen,
dass eine Zusammensetzung in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung eine befriedigende Brennrate (typischerweise 0,4 ips oder mehr
bei ungefähr 2500–3000 psig) zeigt, wodurch eine
befriedigende Funktionalität als primäres Gaserzeugungsmittel
sichergestellt wird. Die Zusammensetzung wurde ungefähr
480 Stunden lang bei 107°C gealtert und zündete
noch selbst bei ungefähr 174,7°C, wie mittels
DSK-Analyse bestimmt wurde.
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BEISPIEL 4
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Eine
beispielhafte Zubereitung wurde bereitgestellt, die als Booster,
Selbstzündungs-Zusammensetzung und Gaserzeugungszusammensetzung
fungierte. Die Zubereitung enthält DL-Weinsäure
in ungefähr 28,0 Gewichts-%, Strontiumnitrat in ungefähr
32,0 Gewichts und Kaliumchlorat in ungefähr 30,0 Gewichts
und 10 eines sekundären Brennstoffs. Die Bestandteile wurden
vorher und getrennt auf eine relativ kleine Größe auf
eine bekannte Weise gemahlen. Sie wurden dann trockengemischt um
eine im Wesentlichen homogene Zusammensetzung zu bilden. Die Zusammensetzung
zündete selbst bei ungefähr 153°C, wie
mittels DSK-Analyse gemessen wurde. Das aus den Bestandteilen gebildete
Treibmittel resultierte in einer Gasausbeute von ungefähr
66,1 Die Schlagempfindlichkeit dieser Zubereitung hatte einen HD50
von 8,1 Inch, wie in Übereinstimmung mit dem Bruceton-Test
festgestellt wurde.
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Wie
in den Beispielen 1–4 gezeigt wird, zünden die
Zusammensetzungen, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung gebildet wurden (Beispiele 2–4), von selbst bei
oder unterhalb von ungefähr 180°C und stellen
auch eine Booster-Funktion bereit. Die erfindungsgemäßen
Zusammensetzungen können auch wesentliche Mengen Gas erzeugen
und weisen ausreichende Brennraten auf, wodurch ausreichende Mengen Gas
erzeugt werden, wenn sie aktiviert werden. Zusammensetzungen, welche
ein sekundäres Oxidationsmittel wie Strontiumnitrat enthalten,
stellen relativ erhöhte Mengen Gas und eine verbesserte
Empfindlichkeit bereit. Ein Ergebnis der Bruceton-Empfindlichkeit,
worin H50 = 3,9 oder mehr ist, erleichtert die Verpackungsanforderungen
gemäß der "U. S. D. O. T"-Bestimmungen. Dementsprechend
stellen Zusammensetzungen, die ein Empfindlichkeitsergebnis von
3,9 oder größer besitzen, wesentliche Verpackungsvorteile
bereit. Es wird weiterhin gewürdigt werden, dass die Verwendung
eines sekundären Brennstoffs wie 5-Aminotetrazol, in Verbindung
mit der Carbon- oder Dicarbonsäure, dem sekundären
Oxidationsmittel und dem Kaliumchlorat, größere
Mengen Gas, akzeptable Selbstzündungstemperaturen und Booster-Funktionalität
erzeugt. Als solches können Zusammensetzungen, die auf
diese Weise gebildet werden, bereitgestellt werden um jeweils einzeln die
drei diskreten Booster-, Selbstzündungs- und primären
Gaserzeugungszusammensetzung zu ersetzen, die normalerweise in einem
Gaserzeuger vorkommen.
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BEISPIELE 5–16
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Wie
unten in Tabelle 1 dargestellt, besitzen die verschiedenen gezeigten
Säuren, wenn sie in Salze überführt und
mit Kaliumchlorat in stöchiometrischen Mengen gemischt
werden, akzeptable Selbstzündungstemperaturen für
eine Auswahl von Verwendungen. Bestimmte Selbstzündungstemperaturen überschreiten 180°C,
können aber noch immer bei ausgewählten Anwendungen
geeignet sein, wie beispielsweise Hybridgasgeneratoren und Sicherheitsgurtstraffern.
Es wird gewürdigt werden, dass diese Beispiele den Selbstzündungscharakter
widerspiegeln, der durch die resultierenden Salze und das Kaliumchlorat
verliehen wird. Wie weiterhin gezeigt wird, stellen Säuren,
die einen pKa von ungefähr 3,05 oder weniger aufweisen,
Selbstzündungstemperaturen von allgemein weniger als 170–180°C
bereit. Jedoch können Säuren, die einen pKa von
ungefähr 5,0 oder weniger aufweisen, noch immer akzeptabel
sein, zum Beispiel dort wo Selbstzündungstemperaturen von
250°C oder dergleichen akzeptabel sind. Es wird gewürdigt
werden, dass bestimmte Säuren wie Zitronensäure
und Malonsäure, wenn sie stöchiometrisch mit Kaliumchlorat
kombiniert werden, die Selbstzündungsfunktion nicht erfüllen
können, jedoch nach wie vor, wenn sie mit wenigstens einem
zweiten Oxidationsmittel kombiniert werden, als Booster-Oxidationsmittel
und primäres Gaserzeugungsmittel fungieren. Es ist weiterhin
bestimmt worden, dass die Verwendung eines Trockenmittels, wie es
beschrieben wird in der auch anhängigen US-Anmeldung der
gegenwärtigen Anmelderin, mit dem Aktenzeichen 11/479,493,
hierin als Referenz einbezogen, in bestimmten Fällen optimale
Umgebungsbedingungen innerhalb des Gaserzeugers aufrechterhalten
kann, wodurch die Tri-Funktionalität der Zusammensetzung
erleichtert wird, wenn sie als Selbstzündungs-, Booster-
und primäre Gaserzeugungszusammensetzung verwendet wird. TABELLE
1
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Es
wird gewürdigt werden, dass in weiterer Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung Gaserzeuger, die hergestellt werden
wie es im Stand der Technik bekannt ist, und auch Fahrzeuginsassenschutzsysteme,
die hergestellt werden wie es im Stand der Technik bekannt ist,
auch in Betracht gezogen werden. Als solches werden die erfindungsgemäßen
Selbstzündungs-Zusammensetzungen in Gaserzeugern, Sicherheitsgurt-Anordnungen
und/oder Fahrzeuginsassenschutzsystemen eingesetzt, die alle hergestellt
werden wie es im Stand der Technik bekannt ist.
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In
einem noch weiteren Aspekt der Erfindung können die vorliegenden
Zusammensetzungen innerhalb eines Gaserzeugungssystems eingesetzt
werden. Beispielweise, wie schematisch in 3 gezeigt,
enthält ein Fahrzeuginsassenschutzsystem, das auf eine
bekannte Weise hergestellt ist, Crash-Sensoren in elektrischer Kommunikation
mit einem Airbag-Gasgenerator im Lenkrad, und auch mit einer Sicherheitsgurt-Anordnung.
Die erfindungsgemäßen Gaserzeugungszusammensetzungen
können in sowohl Unteranordnungen innerhalb des umfassenderen
Fahrzeuginsassenschutzsystems oder Gaserzeugungssystems eingesetzt
werden. Noch spezieller kann jeder Gaserzeuger, der in dem Kraftfahrzeug-Gaserzeugungssystem
eingesetzt wird, eine Gaserzeu gungszusammensetzung enthalten, wie
sie hierin beschrieben ist.
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Extrusionshilfen
können ausgewählt sein aus der Gruppe, die Talk,
Graphit, Borazin [(BN)3], Bornitrid, hochdisperses
Siliciumdioxid und hochdisperses Aluminiumoxid enthält.
Die Extrusionshilfe bildet 0–10 und bildet stärker
bevorzugt 0–5 der gesamten Zusammensetzung.
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Die
Zusammensetzungen können unter Verwendung von Verfahren,
die im Stand der Technik bekannt sind, trocken oder nass gemischt
werden. Die verschiedenen Bestandteile werden allgemein in Teilchenform bereitgestellt
und gemischt, um eine einheitliche Mischung mit den anderen Gaserzeugungsmittel-Bestandteilen
zu bilden.
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Es
sollte beachtet werden, dass alle hierin angegeben Prozente Gewichtsprozente
sind, basierend auf dem Gesamtgewicht der Gaserzeugungsmittel-Zusammensetzung.
Die hierin beschriebenen Chemikalien können bezogen werden
von Firmen wie zum Beispiel "Aldrich Chemical Company".
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Wie
in
4 gezeigt, schließt ein anderer beispielhafter
Gasgenerator
200 ein Einzelkammer-Gasgeneratordesign zur
Verwendung in einem Fahrer-Seitenairbagmodul ein. Allgemein kann
ein Gasgenerator, der ein Gaserzeugungsmittel/einen Booster
216 enthält,
das beziehungsweise der wie hierin beschrieben gebildet wird, hergestellt
werden wie es im Stand der Technik bekannt ist. Die
US-Patente der Nummern 6 422 601 ,
6 805 377 ,
6 659 500 ,
6 749 219 und
6 752 421 veranschaulichen typische
Airbag-Gasgeneratordesigns und werden hierin alle in ihrer Gesamtheit
als Referenz einbezogen. In Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung schließt das Gaserzeugungssystem
200 keine
separate Booster-Zusammensetzung ein und schließt deshalb
keine Booster-Kammer ein. Wie vorher dargelegt, erleichtert die
Verwendung einer Zusammensetzung, die als Booster und Gaserzeugungsmittel
fungiert, dadurch die Einfachheit des Gasgeneratordesigns.
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Nun
Bezug nehmend auf 3 kann das beispielhafte Gaserzeugungssystems 100, 200,
das oben beschrieben wird, auch eingeschlossen sein in ein Airbagsystem 200.
Airbagsystem 200 schließt wenigstens einen Airbag 202 und
ein Gaserzeugungssystem 100 ein, das eine Gaserzeugungsmittel-Zusammensetzung (nicht
gezeigt) in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung
enthält, gekoppelt an Airbag 202, um somit Fluidkommunikation
mit einem Innenbereich des Airbags zu ermöglichen. Airbagsystem 200 kann
auch einen Crashereignis-Sensor 210 einschließen
(oder damit in Kommunikation stehen). Crashereignis-Sensor 210 schließt
einen bekannten Crashsensor-Algorithmus ein, der das Auslösen
von Airbagsystem 200 zum Beispiel über die Aktivierung
von Airbag-Gaserzeugungssystem 100 im Fall einer Kollision
signalisiert.
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Wieder
Bezug nehmend auf
3 kann Airbagsystem
200 auch
eingeschlossen sein in einem umfassenderen, ausgedehnteren Fahrzeuginsassenrückhaltesystem
180,
das zusätzliche Elemente wie eine Sicherheitsgurtanordnung
150 einschließt.
3 zeigt
ein schematisches Diagramm eines beispielhaften Ausführungsbeispiels
eines solchen Rückhaltesystems. Sicherheitsgurtanordnung
150 schließt
ein Sicherheitsgurtgehäuse
152 und einen Sicherheitsgurt
160 ein,
der sich aus Gehäuse
152 erstreckt. Ein Sicherheitsgurtaufrollmechanismus
154 (zum
Beispiel ein federbelasteter Mechanismus) kann an einen Endteil
des Gurts gekoppelt sein. Zusätzlich kann ein Sicherheitsgurtstraffer
156 an
den Gurtaufrollmechanismus
154 gekoppelt sein, um den Aufrollmechanismus
im Fall einer Kollision auszulösen. Typische Sicherheitsgurtaufrollmechanismen,
welche in Verbindung mit den Sicherheitsgurt-Ausführungsbei spielen
der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind
beschrieben in den
US-Patenten
der Nummern 5 743 480 ,
5
553 803 ,
5 667 161 ,
5 451 008 ,
4 558 832 und
4 597 546 , die alle hierin als Referenz
einbezogen werden. Veranschaulichende Beispiele typischer Straffer,
mit welchen die Sicherheitsgurt-Ausführungsbeispiele der
vorliegenden Erfindung kombiniert werden können, sind beschrieben
in den
US-Patenten der Nummern
6 505 790 und
6 419
177 , die hierin als Referenz einbezogen werden.
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Sicherheitsgurt-Anordnung
150 kann
auch einen Crashereignis-Sensor
158 (zum Beispiel einen
Trägheitssensor oder einen Beschleunigungsmesser) einschließen
(oder damit in Kommunikation stehen), der einen bekannten Crashsensor-Algorithmus
einschließt, welcher das Auslösen von Gurtstraffer
156 zum
Beispiel über die Aktivierung eines pyrotechnischen Zünders
(nicht gezeigt) einschließt, der in den Straffer eingeschlossen
ist. Die
US-Patente der Nummern
6 505 790 und
6 419
177 , die hierin vorher als Referenz einbezogen wurden,
stellen veranschaulichende Beispiele von Straffern bereit, die auf
solche Weise ausgelöst werden.
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Es
sollte gewürdigt werden, dass Sicherheitsgurt-Anordnung 150,
Airbagsystem 200, und umfassender, Fahrzeuginsassenschutzsystem 180,
Anwendungen von Gaserzeugungssystemen veranschaulichen aber nicht
begrenzen, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung in Betracht gezogen werden.
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Es
wird verständlich sein, dass die vorangehende Beschreibung
eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels
nur dem Zweck der Veranschaulichung dient. Als solches sind die
verschiedenen hierin offenbarten operationellen Merkmale einer Anzahl
von Modifikationen zugänglich, welche den Fähigkeiten
eines Durchschnittsfachmanns entspre chen, von denen keine vom Geltungsbereich
der vorliegenden Erfindung abweicht, wie sie in den beigefügten
Ansprüchen definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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-
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