DE112006000259T5

DE112006000259T5 - Flexibler Gaserzeuger

Info

Publication number: DE112006000259T5
Application number: DE112006000259T
Authority: DE
Inventors: Sean P. Almont Burns
Original assignee: Automotive Systems Laboratory Inc
Current assignee: Automotive Systems Laboratory Inc
Priority date: 2005-01-20
Filing date: 2006-01-20
Publication date: 2007-12-13
Also published as: US7934749B2; US20060157961A1; US20110181030A1; JP2008528356A; WO2006078819A2; WO2006078819A3

Abstract

Gaserzeuger, umfassend:
ein erstes flexibles Gehäuse, welches einen Innenraum umgrenzt, wobei das erste Gehäuse eine äußere Oberfläche hat; und
eine erste flexible, poröse Abdeckung die im Wesentlichen mit der gesamten äußeren Oberfläche des ersten Gehäuses in Kontakt steht.

Description

QUERVERWEIS ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
Die Anmeldung beansprucht die Rechte aus der Provisional-Anmeldung mit der Anmeldenummer 60/645.574, angemeldet am 20. Januar 2005.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Gaserzeuger für Fahrzeugairbags und insbesondere flexible lineare Gaserzeuger, welche Aufblasgas entlang der Länge des Gaserzeugers für die Verwendung bei Seitenaufprall- oder bei Kopfvorhangairbagsystemen abgeben.
Typische Seitenaufprall- oder Kopfvorhangairbagmodule verwenden eine oder mehrere Standardairbaggaserzeuger, welche das Gas in ein Verteilungsrohr zur Abgabe des Gases an den Airbag ausstoßen. Typische lineare Gaserzeuger werden ebenso gebildet mit einem relativ steifen länglichen Gehäuse, speziell geformt, um an einem bestimmten Teil des Fahrzeuges angeordnet und gesichert zu sein. Die Vielzahl von Gehäuseformen, die für die Verwendung in der Vielzahl von möglichen Fahrzeugen benötigt wird, erhöht die Kosten für die Herstellung der Gaserzeuger. Zusätzlich erhöht die Unterschiedlichkeit von möglichen Gehäuselängen und -formen die Kosten und die Schwierigkeit des Handhabens und des Versendens von Gaserzeugern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird ein flexibler Gaserzeuger zur Verfügung gestellt, welcher ein erstes flexibles Gehäuse umfasst, welches einen Innenraum umschließt, und wobei das erste Gehäuse eine äußere Oberfläche hat. Eine erste flexible, poröse Abde ckung ist derart angeordnet, dass diese in Kontakt mit im Wesentlichen der gesamten äußeren Oberfläche des ersten Gehäuses steht. Das erste Gehäuse und die Abdeckung sind innerhalb eines zweiten flexiblen Gehäuses angeordnet. Das erste und das zweite Gehäuse können aus einem polymeren oder metallischen Rohr hergestellt sein. Eine zweite flexible, poröse Abdeckung kann angeordnet sein, um im Wesentlichen die gesamte äußere Oberfläche des zweiten Gehäuses zu bedecken. Die erste flexible Abdeckung kann verschiedene Schichten aufweisen, beispielsweise ein geflochtenes oder ein Netzmaterial. Die flexiblen Abdeckungen bewirken strukturelle Unterstützung des Gehäuses während der Kühlung und der Filterung des erzeugten Gases. Eine Reihe von Verteilern kann zwischen den benachbarten Schichten der ersten Abdeckung ausgebildet sein und/oder eine Serie von Baffles kann zwischen den Schichten angeordnet sein, um den Fluss des Aufblasgases zu leiten und die Gase zu kühlen. Die Verwendung von flexiblen Röhren und flexiblen Abdeckungen verschafft dem Gaserzeuger erhebliche Flexibilität.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen, welche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen, ist:
1 eine Querschnittsseitenansicht, welche die wesentlichen Bestandteile des Gaserzeugers der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine Querschnittsseitenansicht, welche eine erste Ausführungsform des Gaserzeugers in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 eine Querschnittsendansicht des Gaserzeugers nach 2;
4 eine Querschnittsseitenansicht einer ersten alternativen Ausführungsform des Gaserzeugers der vorliegenden Erfindung;
5 eine Querschnittsseitenansicht, welche eine zweite Ausführungsform des Gaserzeugers in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 eine Querschnittsseitenansicht, welche eine dritte Ausführungsform des Gaserzeugers in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 eine Querschnittsseitenansicht, welche eine vierte Ausführungsform eines Gaserzeugers in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt; und
8 eine schematische Darstellung eines exemplarischen Fahrzeuginsassenrückhaltesystems, welches einen Gaserzeuger in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung inkorporiert.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1–3 zeigen Querschnittsansichten eines Gaserzeugers 10 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gaserzeuger 10 umfasst ein erstes flexibles Gehäuse 14, welches einen Innenraum umgibt, und hat eine äußere Oberfläche 14c. Eine erste flexible, poröse Abdeckung, im Allgemeinen mit 15 bezeichnet, ist positioniert in Kontakt mit im Wesentlichen der gesamten äußeren Oberfläche des ersten Gehäuses 14. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck „porös" auf die Fähigkeit des Materials, den Durchlass von Gas oder Flüssigkeiten durch Poren oder Zwischenräume zuzulassen.
In einer besonderen Ausführungsform liegt die Länge des Gaserzeugers im Bereich von etwa drei Fuß bis etwa acht Fuß Länge und der Gaserzeuger hat einen im Wesentlichen gleichförmigen äußeren Durchmesser innerhalb eines Bereichs von ungefähr 0,5 bis ungefähr 1 Zoll entlang dessen Länge. Alle Bestandteile des Gaserzeugers 10 werden aus Materialien und mit Verfahren hergestellt, die im Stand der Technik bekannt sind.
Unter erneuter Bezugnahme auf die 1–3 umfasst das erste Gehäuse 14 ein erstes Ende 14a, ein zweites Ende 14b gegenüber dem ersten Ende 14a, und eine longitudinale Achse. Das erste Gehäuse 14 hat ebenso eine oder mehrere Öffnungen 20 daran entlang ausgebildet. Öffnung(en) 20 ist (sind) angepasst, um das durch die Verbrennung der Gaserzeugungsmittelzusammensetzung 24 (welche später beschrieben wird) von dem Inneren des ersten Gehäuses 14 zu einem Äußeren des ersten Gehäuses zu fördern. In einer Ausführungsform ist (sind) Öffnung(en) 20 entlang der Länge des ersten Gehäuses 14 angeordnet. Öffnung(en) 20 öffnet oder öffnen sich von dem Gehäuseinneren in Richtung auf eine erste Seite (mit „F" bezeichnet) des Gaserzeugers. Öffnung(en) 20 kann (können) ebenso als eine oder mehrere längliche Schlitze, die sich entlang des ersten Gehäuses 14 erstrecken, ausgebildet sein, oder die Öffnung(en) kann (können) als Löcher ausgebildet sein, die entlang des ersten Gehäuses 14 beabstandet sind. In einer alternativen Ausführungsform (nicht dargestellt) hat das erste Gehäuse 14 geschwächte Teile oder Perforationen entlang der Länge des Rohres ausgebildet, welche ausgestaltet sind, um unter dem Druck der Verbrennungsgase, die in dem ersten Gehäuse erzeugt werden, zu reißen. Eine mittels Druck zerreißbare Barriere, wie eine Berstscheibe oder ein Film (nicht dargestellt), können angeordnet sein, um eine oder mehrere Öffnung(en) 20 abzudichten, wodurch im Wesentlichen eine Fluidkommunikation zwischen dem Inneren des ersten Gehäuses 14 und dem Äußeren des Gehäuses vor der Aktivierung des Gaserzeugers verhindert wird.
Das erste Gehäuse 14 kann aus einem bekannten flexiblen polymeren Rohr, beispielsweise Gummi, Polyethylen niederer Dichte, Polyethylen hoher Dichte, Viton^TM oder Polytetrafluorethylen gebildet sein. Alternativ kann eine flexibles metallisches Rohr verwendet werden. In Überein stimmung mit den bevorzugten Designanforderungen muss die Struktur des ersten Gehäuses Gasdrucken widerstehen, die ausreichend sind, um einen Verbrennungsfortschritt des Gaserzeugungsmittels 24 entlang des ersten Gehäuses in Raten von etwa 1–2 Fuß pro Millisekunde zu gestatten.
Unter erneuter Bezugnahme auf die 1–3 erstreckt sich die flexible Abdeckung 15 in einen oder mehreren annularen Schichten, um das erste Gehäuse 14 herum, und zwar koaxial zu dem ersten Gehäuse. Abdeckung 15 ist ausgestaltet, um dem Berstdruck des ersten Gehäuses 14, das darin eingeschlossen ist, zu widerstehen und um im Allgemeinen eine strukturelle Verstärkung für das erste Gehäuse 14 zur Verfügung zu stellen. In der in den 1–3 gezeigten Ausführungsform umfasst die Abdeckung 15 wenigstens eine Schicht von geflochtenem, metallischen Rohr oder eine Umhüllung, welche im Wesentlichen das erste Gehäuse 14 einschließt. Abdeckung 15 ist ebenso entlang eines Gasflussweges angeordnet, welcher aus der (den) Öffnung(en) 22 des ersten Gehäuses heraustritt, um partikuläres Material, das während der Verbrennung des Gaserzeugungsmittels gebildet wird, zu filtern und um als eine Hitzefalle zur Kühlung des heißen Aufblasgases zu dienen. In einer speziellen Ausführungsform umfasst Abdeckung 15 multiple Schichten von geflochtenem Material, welches um das erste Gehäuse 14 herumgewickelt ist, um den Grad der Kühlung und Filtration, welcher die Verbrennungsgase unterliegen, zu erhöhen. Die Ausführungsform, die in den 1–3 gezeigt ist, inkorporiert drei gewebte Schichten 15a, 15b und 15c, welche das erste Gehäuse 14 umgeben.
Beispiele für geeignete geflochtene Materialien sind Textilien, wie Nylon, Glasfaser und Metalle, wie Stahl und Kupfer. Die Eigenschaften wie Materialart, Faser- oder Drahtstärke und Flechtdichte werden gewählt, um die gewünschten Berstdrucke des inneren Gehäuses und die gewünschte Gasflussrate durch das Geflecht, basierend auf der Porosität der geflochtenen Schicht(en), zu erreichen. Geeignete geflochtene Materialien sind von einer Vielzahl von Herstellern leicht erhältlich, beispielsweise Glenair, Inc. aus Glendale, CA, und Bay Associates aus Menlo Park, CA. In einer alternativen Ausführungsform ist die erste Abdeckung 15 aus einer oder mehreren Schichten aus einem Drahtnetz oder Gewebe oder einem gewebten metallischen Netz gebildet, welches von einer Vielzahl von Herstellern leicht erhältlich ist, wie beispielsweise Wayne Wire aus Bloomfield Hills, MI 48304.
In der in den 1–3 gezeigten Ausführungsform ist das erste Gehäuse 14 und die erste Abdeckung 15 innerhalb eines Inneren eines zweiten Gehäuses 12 angeordnet. Das zweite Gehäuse 12 umfasst ein erstes Ende 12a, ein zweites Ende 12b und eine longitudinale Achse 13. Das zweite Gehäuse 12 hat eine (mehrere) Öffnung(en) 22, die daran entlang ausgebildet sind, um eine Fluidkommunikation zwischen dem Inneren und einem Äußeren des zweiten Gehäuses zu ermöglichen. Öffnung(en) 22 ist (sind) angepasst, um das durch die Verbrennung einer Gaserzeugungsmittelzusammensetzung 24 (weiter unten beschrieben) erzeugte Gas zu einem verbundenen Airbag (nicht gezeigt) zu fördern. In der in den 1–3 gezeigten Ausführungsform ist (sind) die Öffnung(en) entlang der Länge des zweiten Gehäuses 12 angeordnet. Öffnung(en) 22 öffnet (öffnen) sich ebenso von dem zweiten Gehäuseinneren in Richtung auf eine zweite Seite (bezeichnet mit „S") des Gaserzeugers. Öffnung(en) 22 kann (können) als ein oder mehrere Schlitze ausgebildet sein, die sich entlang des zweiten Gehäuses 12 erstrecken oder die Öffnung(en) kann (können) als Loch (Löcher) ausgebildet sein, die entlang des zweiten Gehäuses 12 beabstandet sind. Das zweite Gehäuse 12 kann aus einem bekannten flexiblen polymeren Rohr, wie beispielsweise Gummi, Polyethylen niederer Dichte, Poly ethylen hoher Dichte, Viton^TM oder Polytetrafluorethylen, gebildet sein. Alternativ können flexible metallische Rohre verwendet werden.
Eine zweite Abdeckung 19, ähnlich der ersten Abdeckung 15, kann über dem zweiten Gehäuse 12 angebracht werden, um im Wesentlichen die gesamte äußere Oberfläche des zweiten Gehäuses abzudecken.
In der in den 1–3 gezeigten Ausführungsform ist das erste Gehäuse 14 im Wesentlichen koaxial zu dem zweiten Gehäuse 12 angeordnet. Zusätzlich, wie in den 1–3 zu sehen, liegt die zweite Seite S des Gaserzeugers 10 gegenüberliegend der ersten Seite F des Gaserzeugers. Die Anordnung der jeweiligen zweiten und ersten Gehäuseöffnungen in Richtung auf die gegenüberliegenden Seiten des Gaserzeugers maximieren die Filterwirksamkeit dadurch, dass das Aufblasgas, welches während der Gaserzeugeraktivierung hergestellt wird, gezwungen wird, aus den Öffnungen 20 des ersten Gehäuses, um das erste Gehäuse 14 herum und durch die erste Abdeckung 15 und dann aus dem Gaserzeuger 12 durch die Öffnungen 22 des zweiten Gehäuses heraus gezwungen werden. Beim Fließen von den Öffnungen 20 des ersten Gehäuses zu den Öffnungen 22 des zweiten Gehäuses wird der Aufblasgasstrom aufgegabelt und ein Teil des Stroms fließt um eine Seite des ersten Gehäuses 14 und ein anderer Teil des Stroms fließt um ein entgegen gesetztes Ende des ersten Gehäuses herum, wie durch die Pfeile „B" in 3 dargestellt. Die Anordnung der Öffnungen 20 des ersten Gehäuses und der Öffnungen 22 des zweiten Gehäuses, wie beschrieben, bewirkt eine im Wesentlichen gleiche Filtration eines jeden Teils des Gasstromes, durch Anordnen der Öffnungen 22 des zweiten Gehäuses in einem im Wesentlichen gleichen Abstand von den Öffnungen 20 des ersten Gehäuses entlang der jeweiligen Seite des ersten Gehäuses 14.
Gaserzeugungsmitteltabletten 24 sind Seite an Seite entlang der Länge des ersten Gehäuses 14 gestapelt. In der in den 1–3 gezeigten Ausführungsform hat jede Tablette 24 im Wesentlichen die gleichen Abmessungen. In einer besonderen Ausführungsform hat jede Gaserzeugungsmitteltablette 24 einen äußeren Durchmesser von etwa ¼'' und ein Paar von gegenüberliegenden, im Allgemeinen kalottenförmigen Flächen 27, welche einen maximalen Tablettenabstand von etwa 0,165'' zwischen den Oberflächen bewirkt. Wie in 2 zu sehen, sind die Tabletten 24 geformt und angeordnet, um einen vorteilhaften Hohlraum 25 zwischen benachbarten Tabletten 24 zu bilden. Diese Hohlräume 25 stellen ein Luftvolumen innerhalb des Gehäuses 14 zur Verfügung, wodurch die Verbrennungscharakteristiken der Tabletten verbessert sind, wenn diese gezündet werden. Eine alternative Anordnung des Gaserzeugungsmittels entlang der Länge des ersten Gehäuses kann, wenn notwendig, angewendet werden. Jedoch bewirkt jede Anwendung von Gaserzeugungsmittel entlang des ersten Gehäuses vorzugsweise eine gleichmäßige mittlere Verteilung von Gaserzeugungsmittel entlang der Länge des ersten Gehäuses. Beispiele von Gaserzeugungsmittelzusammensetzungen, die für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind in den US-Patenten mit den Nummern 5,035,757, 6,210,505 und 5,872,329 offenbart, welche hierin durch Bezugnahme eingeschlossen sind. Jedoch ist der Bereich von geeigneten Gaserzeugungsmitteln und die Form oder Extrusion der Gaserzeugungsmittel nicht begrenzt auf solche, die in den zitierten Patenten beschrieben sind. Entsprechend können extrudierte Längen oder Stränge von Treibmitteln ebenfalls in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Andere Gegenstände, die in der Anordnung des in den 1–3 gezeigten Gaserzeugers verwendet werden, werden in der oben beschriebenen Weise hergestellt und/oder erhalten oder sind im Stand der Technik bekannt. Die Kombination von perforierten polymeren inneren Gehäusen mit strukturellem Flechten ist im Wesentlichen flexibler als die konventionellen festen Metallröhren mit Perforation. Der geringe Durchmesser der Drähte oder Fasern in dem Geflecht haben weiterhin, insgesamt betrachtet, eine wesentlich höhere Hitzefallenoberfläche als konventionelle Metallnetzfilter zum Kühlen von erzeugten Gasen.
Eine Menge einer bekannten Selbstzündungszusammensetzung 28 kann an jedem Ende des Stapels von Gaserzeugungsmaterial 24 angeordnet sein. Das innere Gehäuse 14 kann ebenso an beiden Enden zur Umgebung mit einem Aluminiumband 29 oder einer anderen effektiven Dichtung verschlossen sein.
Ein Zünder 26 ist am Gaserzeuger 10 derart gesichert, dass der Zünder in Kommunikation mit dem Inneren des inneren Gehäuses 14 steht, um die Verbrennung des Gaserzeugungsmittels 24 nach dem Auftreten eines Unfallereignisses zu initiieren. In der gezeigten Ausführungsform ist der Zünder 26 innerhalb einer annularen Bohrung eines Zündverschlusses 30 angeordnet. Zünder 26 kann wie im Stand der Technik bekannt, gebildet sein. Eine exemplarische Zünderkonstruktion ist im US-Patent Nr. 6,009,809 beschrieben, welches hiermit durch Referenznahme einbezogen ist.
Zündverschluss 30 ist an das erste Ende 12a des zweiten Gehäuses 12 gecrimpt oder in anderer Weise befestigt. Eine erste Endkappe 32 ist koaxial zum Zündverschluss 30 benachbart nebeneinander gestellt, um in Verbindung mit dem Zündverschluss 30 ein Gehäuse für den Zünder 26 auszubilden. Die erste Endkappe 32 bildet ebenso einen Endverschluss für das erste Gehäuse 14. Eine zweite Endkappe 32 kann an das zweite Ende 12b des Gehäuses 12 gecrimpt oder in anderer Weise befestigt sein. Endkappen 32 und 34 und Zündverschluss 30 können gegossen, geprägt, extrudiert oder in anderer Weise umgeformt sein. Alternativ können die Endkappen 32 und 34 und der Endverschluss 30 aus einem geeigneten Polymer gegossen sein. Verschlüsse der Art, wie sie in der Industrie für flexible Hochdruckschläuche (beispielsweise Hydraulikschläuche) verwendet werden, können verwendet werden, um die jeweiligen Enden des Gaserzeugers zu verschließen oder zu verbinden.
Die in den 1–3 gezeigte Ausführungsform kann durch die Ausbildung von Perforationen oder geschwächten Abschnitten in einem geeigneten Rohr hergestellt werden, um das erste Gehäuse 14 zu bilden. Das Gaserzeugungsmittel wird dann in das Innere des Gehäuses 14 eingesetzt und die Abdeckung 15 wird über dem ersten Gehäuse angebracht. Gehäuse 14 und Abdeckung 15 werden dann in das zweite Gehäuse 12 eingesetzt und eine zweite Abdeckung 19 wird über dem zweiten Gehäuse 12 angebracht. Die selbstzündende Zusammensetzung 28, Endkappen 32 und 34, Zünder 26 und Zündverschluss 28 werden dann an dem zweiten Gehäuse 12 angebracht und die Enden des Gaserzeugers werden dann, wie gefordert, durch Crimpen oder Klammern verschlossen.
Die Funktionsweise des Gaserzeugers wird nun unter Bezugnahme auf die 1–3 diskutiert.
Nach einem Unfallereignis wird ein Signal von einem Crashsensor (nicht abgebildet) zum Zünder 26 befördert, wodurch der Zünder aktiviert wird und das Gaserzeugungsmittel 24 zündet. Nach Aktivierung des Zünders 26 schreitet die Zündung des Gaserzeugungsmittels 24 aus dem ersten Ende 14a des ersten Gehäuses in Richtung auf das zweite Ende 14b des ersten Gehäuses rasch fort. Eine durch den Zünder 26 erzeugte Druckwelle schreitet durch die Länge des ersten Gehäuses 14 fort und entzündet beim Durchschreiten das Gaserzeugungsmittel 24. Das Gaserzeugungsmittel zündet rasch und unterstützt die Druckwelle. Aufblasgas, welches durch die Verbrennung des Gaserzeugungsmittels 24 erzeugt wurde, tritt aus Öffnung(en) 20 des ersten Gehäuses aus und fließt um jede der Seiten des ersten Gehäuses 14 herum und ebenso durch die erste Abdeckung 15. Die unter Druck stehenden Aufblasgase werden zwischen die Drähte und Fasern, welche das geflochtene Material bilden, hindurchgedrückt. Das Aufblasgas tritt dann aus dem Gaserzeuger durch Öffnung(en) 22 des zweiten Gehäuses aus. Pfeile „B" in 3 verdeutlichen die ungefähre Richtung des Gasflusses nach der Aktivierung des Gaserzeugers. Zusätzlich, in Ausführungsformen, in denen das erste Gehäuse 14 aus einem Polymermaterial gebildet ist, bewirkt die Hitze, die durch die Verbrennung des Gaserzeugungsmittels gebildet ist, ein Schmelzen und/oder eine Verbrennung des Materials, welches das erste Gehäuse 14 bildet. Während das Material des ersten Gehäuses 14 brennt, stellt dies eine weitere Brennstoffquelle für eine Verbrennungsreaktion zur Verfügung, was zu einer zusätzlichen Bildung von Aufblasgas führt.
BEISPIEL 1
Ein Beispiel eines Gaserzeugers, der in Übereinstimmung mit den 1–4 gebildet wurde, schließt ein inneres Gehäuse aus PTFE (Teflon^TM) ein, welches einen inneren Durchmesser von etwa 0,25 Zoll und eine Wanddicke von etwas 0,040 Zoll hat, welches in eine Länge von etwa 48 Zoll geschnitten ist. 43 Löcher mit einem Durchmesser von ungefähr 3,5 mm wurden in einer Reihe in einem Mittenabstand von einem Zoll und drei Zoll von jedem Ende des Schlauches gebohrt. 304 rostfreie Stahldrähte von etwa 0,01 Zoll Durchmesser wurden an der Außenseite des PTFE-Schlauches mit einer Überkreuzung von 10,3 pro Zoll aufgeflochten. Fittings vom Crimp-Typ wurden an beiden Enden des umflochtenen Schlauches angebracht. Adapter wurden verwendet, um ein Ende der Anordnung zu verschließen und das andere Ende für den Zünder vorzubereiten. Etwa 35 Gramm von gewölbtem Gaserzeugungsmittel, welches einen äußeren Durchmesser von ungefähr 3/16 Zoll und eine Dicke von etwa 0,145 Zoll aufwies, wurde innerhalb des ersten Gehäuses angeordnet. Der Zünder wurde aktiviert und das Gaserzeugungsmittel innerhalb von 4 Millisekunden innerhalb der gesamten Länge des Gaserzeugers gezündet. Die Gaserzeugeranordnung blieb intakt und das Gaserzeugungsmittel wurde vollständig verbraucht.
In einer alternativen Ausführungsform kann der Fluss des Aufblasgases axial durchgeleitet werden (zum Beispiel im Wesentlichen parallel mit der longitudinalen Achse des Gaserzeugers) sowie auch radial auswärts aus dem Gaserzeuger heraus. Dies ermöglicht es Teilen von Vorhangairbaganordnungen rascher gefüllt zu werden, als dies im Fall von alleinigem radialem Aufblasgasfluss wäre. 4 zeigt eine Ausführungsform 110 eines Gaserzeugers in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, welche eine Axialflusskomponente beinhaltet. Das zweite Gehäuse 112 schließt eine Gruppe von Gasaustrittsöffnungen 122 ein, welche in der Nähe des ersten Endes 112a des zweiten Gehäuses 112 ausgebildet sind. Die erste Abdeckung 15 umfasst multiple Schichten von geflochtenem Material und ist unmittelbar über den Öffnungen 120 des ersten Gehäuses angeordnet und die Öffnungen 122 des ersten Endes des zweiten Gehäuses, um Verbrennungsgasprodukte, die durch die Verbrennung der Gaserzeugungsmittelzusammensetzung 24 innerhalb des ersten Gehäuses 114 gebildet wurden, zu filtrieren und zu kühlen. Nach Aktivierung des Gaserzeugers fließt Aufblasgas aus den Öffnungen 120 des ersten Gehäuses durch die Abdeckung 15 hindurch, um in die Öffnungen 122 des ersten Endes des zweiten Gehäuses in den verbundenen Airbag zu strömen. Der Teil des Airbags, der zuerst aufgeblasen wird, ist in der Nähe des ersten Endes 112a des zweiten Gehäuses angeordnet, so dass er das Aufblasgas, welches den Gaserzeuger verlässt, erhält. Die Gase breiten sich dann von dem ersten Airbagteil in das Übrige des Airbags aus.
In einer speziellen Ausführungsform (nicht dargestellt) sind die Gasaustrittsöffnungen des ersten Gehäuses in der Nähe eines Endes des Gaserzeugers ausgebildet, das gegenüber liegt oder beabstandet ist von einem Ende des Gaserzeugers, an welchem die Gasaustrittsöffnungen des zweiten Gehäuses ausgebildet sind. In dieser Ausführungsform treten im Wesentlichen alle Gase des ersten Gehäuses in der Nähe des ersten Endes des Gaserzeugers aus und strömen axial entlang des Gaserzeugers und durch die erste Abdeckung hindurch, um in der Nähe des zweiten Endes des Gaserzeugers das zweite Gehäuse zu verlassen. Dies ermöglicht eine intensivere Kühlung der Gase vor deren Freisetzung und vergrößert auch die Kontrolle über die Zeit, die zwischen der Aktivierung des Gaserzeugers und dem Aufblasen des Airbags liegt.
In einer weiteren alternativen, in 5 gezeigten Ausführungsform, umfasst die erste flexible Abdeckung 215 benachbarte Schichten einer Vielzahl von Schichten aus einem Netzmaterial und ein oder mehrere nicht poröse Baffle-Elemente 100 sind benachbart zu der Vielzahl von Schichten aus Netzmaterial angeordnet. Baffle-Elemente 100 bewirken ein zusätzliches Ablenken des Aufblasgases. Die Öffnungen in den Baffle-Elementen 100 sind derart angeordnet, um die Fließrichtung des Aufblasgases, während dieses die Baffles durchläuft, umzulenken. Die Abdeckung 215 kann ein durchgehendes Materialblatt sein, welches um das erste Gehäuse 214 herumgewickelt ist, mit den Baffle-Elementen, die zwischen den Schichten des Abdeckmaterials an geeigneten Orten während des Einwi ckelprozesses angeordnet werden. Eine zusätzliche flexible, poröse Abdeckung 214 wird bereitgestellt, um die erste Abdeckung 215 abzudecken, um deren Struktur zu stärken und um zusätzliche Kühl- und Filtermöglichkeit bereitzustellen. In einer ähnlichen Ausführungsform (nicht dargestellt) umschließt eine zweite flexible, poröse Abdeckung im Wesentlichen die erste Abdeckung, und die zweite Abdeckung umfasst eine Vielzahl von Schichten aus Netzmaterial. Eine oder mehrere nicht poröse Baffle-Elemente sind zwischen benachbarten Schichten der Vielzahl von Schichten von Netzmaterial angeordnet, wie dies oben beschrieben ist. Baffle-Elemente 100 können beispielsweise aus einem Ausgleichsmaterial aus Stahl gebildet sein.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform, gezeigt in 6, ist ein zweites flexibles Gehäuse 312 vorgesehen und das erste Gehäuse 314 und die erste flexible Abdeckung 315 sind innerhalb des zweiten Gehäuseinneren angeordnet. Eine zweite flexible, poröse Abdeckung 319, umfassend eine Vielzahl von Schichten eines Netzmaterials, ist im Wesentlichen in der ersten flexiblen Abdeckung 315 enthalten. Die zweite Abdeckung 319 ist fest um das erste Gehäuse 316 herumgewickelt, und zwar vor dem Einsatz der ersten Abdeckung 315 des ersten Gehäuses 314 und der zweiten Abdeckung 319 in das zweite Gehäuse 312 hinein. Jedoch, wenn diese Bestandteile in das Innere des zweiten Gehäuses 312 eingesetzt werden, lockert sich die fest herumgewickelte zweite Abdeckung und expandiert in das Innere des zweiten Gehäuses unter Ausbildung einer Serie von Verteilschichten 390 zwischen benachbarten Schichten der zweiten Abdeckung 319. Dies ist eine relativ einfache und preiswerte Methode, um eine Serie von im Wesentlichen koaxial verlaufenden Verteilschichten zu bilden, zur Aufnahme von Aufblasgasfluss durch diese hindurch. Wenn erforderlich, kann eine zusätzliche fle xible Abdeckung 399 über der äußeren Oberfläche des zweiten Gehäuses 312, wie gezeigt, angeordnet sein.
In noch einer anderen alternativen Ausführungsform, gezeigt in 7, ist ein zweites flexibles Gehäuse 412 vorgesehen, mit einem ersten Gehäuse 414 und einer flexiblen Abdeckung 415, die im Inneren des zweiten Gehäuses angeordnet sind. Eine zweite flexible, poröse Abdeckung 419 ist im Wesentlichen mit der gesamten äußeren Oberfläche des zweiten Gehäuses in Kontakt gebracht. Zusätzlich ist ein drittes flexibles Gehäuse 475 vorgesehen, mit einem zweiten Gehäuse 412 und einer zweiten flexiblen Abdeckung 419 im Inneren des dritten Gehäuses angeordnet. Das Vorsehen eines dritten Gehäuses 415, welches die anderen Komponenten im Wesentlichen einschließt, erhöht die Festigkeit der Gaserzeugeranordnung.
Nun unter Bezugnahme auf 8, kann jede Gaserzeugerausführungsform wie oben beschrieben, in ein Airbagsystem 200 inkorporiert sein. Airbagsystem 200 schließt wenigstens einen Airbag 202 und einen Gaserzeuger 10, wie hierin beschrieben, ein, der mit dem Airbag 202 gekoppelt ist, so dass eine Fluidkommunikation mit dem Inneren des Airbags ermöglicht wird. Airbagsystem 200 kann ebenso in Kommunikation mit einem Crasheventsensor 210 stehen, der in Wirkzusammenhang mit einem bekannten Crashsensoralgorithmus steht, welcher die Betätigung des Airbagsystems über beispielsweise Aktivierung des Airbaggaserzeugers 10 im Falle einer Kollision signalisiert.
Unter Bezugnahme auf 8 kann ein Airbagsystem 200 ebenso in ein größeres und weiter umfassenderes Fahrzeuginsassenrückhaltesystem 180 einschließlich zusätzlicher Elemente wie einer Sicherheitsgurtanordnung 150, eingeschlossen sein. 8 zeigt ein schematisches Diagramm einer exemplarischen Ausführungsform eines solchen Rück haltesystems. Sicherheitsgurtanordnung 150 umfasst ein Sicherheitsgurtgehäuse 152 und einen Sicherheitsgurt 160, der sich aus dem Gehäuse 152 heraus erstreckt. Ein Sicherheitsgurtstraffmechanismus 154 (beispielsweise ein federbeladener Mechanismus) kann an ein Endteil des Gurtes gekoppelt sein. Zusätzlich kann ein Sicherheitsgurtstraffer 156 an den Gurtrückhaltemechanismus 154 gekoppelt sein, um den Rückhaltemechanismus im Falle einer Kollision zu aktivieren. Typische Sitzgurtrückhaltmechanismen, welche in Verbindung mit der Sicherheitsgurtausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind beschrieben in den US-Patenten mit den Nummern 5,743,480, 5,553,803, 5,667,161, 5,451,008, 4,558,832 und 4,597,546, welche hierin durch Bezugnahme einbezogen sind. Illustrative Beispiele für geeignete Vorspannsysteme sind in den US-Patenten mit den Nummern 6,505,790 und 6,419,177 beschrieben, welche hierin durch Bezugnahme eingeschlossen sind.
Sicherheitsgurtsystem 150 kann ebenso in Kommunikation mit einem Crasheventsensor 158 (beispielsweise ein Trägheits- oder ein Beschleunigungssensor) stehen, welcher in Zusammenarbeit mit einem bekannten Crashsensoralgorithmus steht, welcher die Betätigung des Gurtstraffers 156 über beispielsweise die Aktivierung eines pyrotechnischen Zünders (nicht dargestellt) auslöst, welcher in dem Vorspanner inkorporiert ist. US-Patente mit den Nummern 6,505,790 und 6,419,177, welche hierin durch Bezugnahme eingeschlossen sind, beschreiben illustrative Beispiele von Vorspannern, die in derartiger Weise betätigt werden.
Das flexible Design der hierin beschriebenen Gaserzeuger ermöglicht das Aufwickeln des Gaserzeugers für die Zwecke des Versendens und des Handlings und ermöglicht ebenso das Abwickeln des Gaserzeugers für Zwecke der einfachen Installation beispielsweise innerhalb eines Fahrzeuges.
Das flexible Design ermöglicht es dem Gaserzeuger ebenso, sich leicht an kurvige Kanäle und Konturen entlang von Flächen eines Fahrzeuges anzupassen, wie dies für die Installation innerhalb des Fahrzeuges erforderlich ist, ohne das Bedürfnis für ein speziell geformtes oder angepasstes Gaserzeugergehäuse. Zusätzlich ist der Grad an Kühlung und Filtration, welche das Verbrennungsgas erfährt, durch die Anzahl der Lagen von flexiblen Abdeckungen, die auf das Äußere des ersten Gehäuses 14 angewendet werden, und die Anzahl und Konfiguration der Baffle-Elemente, die zwischen den Schichten der Abdeckung angeordnet sind, und die Anzahl der Verteilkanäle, die zwischen den Schichten ausgebildet sind, kontrolliert.
Es ist anzuerkennen, dass der Gaserzeuger der vorliegenden Erfindung seine Anwendung in erster Linie in Seitenaufprall- oder Kopfvorhangairbagsystemen findet, jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es wird ebenso verstanden werden, dass die vorstehende Beschreibung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nur für illustrative Zwecke gedacht ist. Daher sind verschiedenen strukturelle und operationelle Eigenschaften, die hierin beschrieben sind, einer Anzahl von Veränderungen unterworfen, die aus den Fähigkeiten eines Fachmanns entspringen, und von denen keine vom Umfang der vorliegenden Erfindung, wie sie in den anhängenden Ansprüchen definiert ist, abweicht.
Zusammenfassung
Im Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist ein flexibler Gaserzeuger (10) zur Verfügung gestellt, welcher ein erstes flexibles Gehäuse (14), welches einen Innenraum umgrenzt, umfasst, und wobei das erste Gehäuse (14) eine äußere Oberfläche hat. Eine erste flexible, poröse Abdeckung (15) ist im Wesentlichen in Kontakt mit der gesamten äußeren Oberfläche des ersten Gehäuses (14) angeordnet. Das erste Gehäuse (14) und Abdeckung (15) sind innerhalb eines zweiten flexiblen Gehäuses (12) angeordnet. Das erste (14) und zweite (12) Gehäuse können aus einem polymeren oder metallischen Rohr gebildet sein. Eine zweite flexible, poröse Abdeckung (19) kann angeordnet sein, um im Wesentlichen die gesamte äußere Oberfläche des zweiten Gehäuses (12) abzudecken. Die flexible erste Abdeckung (15) kann mehrere Schichten von beispielsweise einem geflochtenem oder einem Netzmaterial umfassen. Die flexiblen Abdeckungen (15, 19) bewirken eine strukturelle Unterstützung für die Gehäuse (12, 14), während sie die erzeugten Gase kühlen und filtern. Eine Serie von Verteilräumen (390) kann zwischen benachbarten Schichten der ersten Abdeckung ausgebildet sein und/oder eine Serie von Baffles (100) kann zwischen den Schichten angeordnet sein, um den Fluss des Aufblasgases zu lenken und die Gase zu kühlen. Die Verwendung von flexiblen Rohren und flexiblen Abdeckungen verschaffen dem Gaserzeuger dessen erhebliche Flexibilität.

Claims

Gaserzeuger, umfassend: ein erstes flexibles Gehäuse, welches einen Innenraum umgrenzt, wobei das erste Gehäuse eine äußere Oberfläche hat; und eine erste flexible, poröse Abdeckung die im Wesentlichen mit der gesamten äußeren Oberfläche des ersten Gehäuses in Kontakt steht.
Gaserzeuger nach Anspruch 1, worin das erste flexible Gehäuse aus einem Polymermaterial gebildet ist.
Gaserzeuger nach Anspruch 1, worin das erste flexible Gehäuse schwächer gemachte Teilbereiche hat, welche entlang dessen Länge ausgebildet sind, wobei die schwächer gemachten Teilbereiche derart ausgebildet sind, dass diese unter dem Druck des in den ersten Gehäuse erzeugten Verbrennungsgases zerreißen.
Gaserzeuger nach Anspruch 1, worin die erste flexible Abdeckung wenigstens eine Schicht eines Netzmaterials umfasst.
Gasgenerator nach Anspruch 4, worin die erste flexible Abdeckung eine Vielzahl von Schichten eines Netzmaterials umfasst und weiterhin wenigstens ein nicht poröses Baffle-Element umfasst, welches zwischen zwei benachbarten Schichten der Vielzahl von Schichten des Netzmaterials angeordnet ist.
Gasgenerator nach Anspruch 1, worin die erste flexible Abdeckung wenigstens eine Schicht von geflochtenem Material umfasst.
Gasgenerator nach Anspruch 1, weiterhin umfassend ein zweites flexibles Gehäuse, welches einen Innenraum umgrenzt und worin das erste Gehäuse und die erste flexible Abdeckung innerhalb des Inneren des zweiten Gehäuses angeordnet sind.
Gasgenerator nach Anspruch 7, worin das zweite flexible Gehäuse aus einem Polymermaterial gebildet ist.
Gasgenerator nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine zweite flexible, poröse Abdeckung, welche die erste Abdeckung im Wesentlichen einschließt.
Gasgenerator nach Anspruch 9, worin die zweite flexible Abdeckung wenigstens eine Schicht aus einem Netzmaterial umfasst.
Gasgenerator nach Anspruch 9, worin die zweite Abdeckung eine Vielzahl von Schichten aus Netzmaterial umfasst.
Gasgenerator nach Anspruch 11, weiterhin umfassend wenigstens ein nicht poröses Baffle-Element, das zwischen zwei benachbarten Schichten der Vielzahl von Schichten von Netzmaterial angeordnet ist.
Gasgenerator nach Anspruch 11, weiterhin umfassend einen Verteilkanal, ausgebildet zwischen benachbarten Schichten von multiplen Paaren von benachbarten Schichten aus wenigstens einem Teil der Vielzahl von Schichten.
Gaserzeuger nach Anspruch 7, worin das erste Gehäuse wenigstens eine Öffnung hat, die daran entlang ausgebildet ist, um eine Fluidkommunikation zwischen dem Inneren des ersten Gehäuses und einem Äußeren des ersten Gehäuses zu ermöglichen, die wenigstens eine Öffnung des ersten Gehäuses sich vom Gehäuseinneren in Richtung auf eine erste Seite des Gaserzeugers hin öffnet, und worin das zweite flexible Gehäuse wenigstens eine Öffnung daran entlang ausgebildet hat, um Fluidkommunikation zwischen dem Inneren des zweiten Gehäuses und dem Äußeren des zweiten Gehäuses zu ermöglichen, die wenigstens eine Öffnung des zweiten Gehäuses von dem Inneren des zweiten Gehäuses in Richtung auf eine zweite Seite des Gaserzeugers ausgerichtet ist.
Gaserzeuger nach Anspruch 14, worin die erste flexible Abdeckung entlang des Gasflussweges zwischen der wenigstens ersten Öffnung des ersten Gehäuses und der wenigstens ersten Öffnung des zweiten Gehäuses angeordnet ist, und worin das durch Verbrennung einer Gaserzeugungsmittelzusammensetzung, welche innerhalb des ersten Gehäuses angeordnet ist, erzeugte Gas durch die wenigstens erste Öffnung des ersten Gehäuses und durch die erste flexible Abdeckung hindurchströmt, um das zweite Gehäuse durch die wenigstens erste Öffnung des zweiten Gehäuses zu verlassen.
Gaserzeuger nach Anspruch 7, worin das zweite Gehäuse eine äußere Oberfläche aufweist und weiterhin eine zweite flexible, poröse Abdeckung aufweist, die in Kontakt mit im Wesentlichen der gesamten äußeren Oberfläche des zweiten Gehäuses steht.
Gaserzeuger nach Anspruch 16, weiterhin umfassend ein drittes flexibles Gehäuse, welches einen Innenraum umgrenzt, und worin das zweite Gehäuse und die zweite flexible Abdeckung innerhalb des Inneren eines dritten Gehäuses angeordnet sind.
Gaserzeuger nach Anspruch 7, worin das erste Gehäuse und das zweite Gehäuse jeweils aus einem metallischen Material gebildet sind.
Gaserzeuger nach Anspruch 7, worin das zweite flexible Gehäuse aus einem Polymermaterial gebildet ist.
Gaserzeuger nach Anspruch 19, worin das erste flexible Gehäuse aus einem Polymermaterial gebildet ist.
Gaserzeuger nach Anspruch 19, worin das erste flexible Gehäuse aus einem metallischen Material gebildet ist.
Gaserzeuger nach Anspruch 14, worin die zweite Seite des Gaserzeugers gegenüber der ersten Seite des Gaserzeugers liegt.
Gaserzeuger nach Anspruch 14, worin eine Richtung des Flusses des Aufblasgases, welches die wenigstens eine Öffnung des zweiten Gehäuses angular um etwa 180 Grad beabstandet ist von der Richtung des Flusses des Aufblasgases, welches die wenigstens eine Öffnung des ersten Gehäuses verlässt.
Gaserzeuger nach Anspruch 1, worin die wenigstens eine Öffnung des zweiten Gehäuses entlang des ersten Teils der Länge des Gaserzeugers ausgebildet ist.
Gaserzeuger nach Anspruch 24, worin die wenigstens eine Öffnung des ersten Gehäuses entlang des zweiten Teils der Länge des Gaserzeugers ausgebildet ist, und worin der zweite Teil vom ersten Teil beabstandet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Gaserzeugers, umfassend die Schritte: Bereitstellen eines ersten flexiblen Gehäuses, welches einen Innenraum umgrenzt, und wobei das erste Gehäuse eine äußere Oberfläche hat; Bereitstellen einer ersten flexiblen, porösen Abdeckung die im Wesentlichen mit der gesamten äußeren Oberfläche des ersten Gehäuses in Kontakt steht; Bereitstellen einer zweiten flexiblen, porösen Abdeckung, welche eine Vielzahl von Schichten enthält, welche die erste Abdeckung im Wesentlichen einschließen; Bereitstellen eines zweiten flexiblen Gehäuses, welches einen Innenraum umgrenzt; und Anordnen des ersten Gehäuses, der ersten Abdeckung und der zweiten Abdeckung innerhalb des Inneren des zweiten Gehäuses derart, dass ein Verteilkanal zwischen benachbarten Schichten von multiplen Paaren von benachbarten Schichten des wenigstens ersten Teils einer Vielzahl von Schichten der zweiten Abdeckung ausgebildet werden.
Gasgenerator, hergestellt gemäß dem Verfahren nach Anspruch 26.
Airbagsystem, umfassend den Gaserzeuger nach Anspruch 1 und wenigstens einen an den Gaserzeuger gekoppelten Airbag, um eine Fluidkommunikation zwischen dem Gaserzeuger und dem Inneren des Airbags nach Aktivierung des Gaserzeugers zur Verfügung zu stellen.
Airbagsystem nach Anspruch 28, weiterhin umfassend einen Crasheventsensor, der mit einem Crashsensoralgorithmus in Verbindung steht, welcher die Aktivierung des Airbagsystems im Falle einer Kollision signalisiert.
Airbagsystem nach Anspruch 28, worin wenigstens ein Airbag ein Seitenvorhangairbag ist.
Airbagsystem nach Anspruch 28, worin wenigstens ein Airbag ein Kopfvorhangairbag ist.
Fahrzeuginsassenrückhaltesystem, enthaltend den Gaserzeuger nach Anspruch 1.
Fahrzeuginsassenrückhaltesystem nach Anspruch 32, weiterhin umfassend eine Sicherheitsgurtanordnung einschließlich eines Gehäuses und einen Sicherheitsgurt, der sich aus dem Gehäuse heraus erstreckt.
Fahrzeuginsassenrückhaltesystem nach Anspruch 32, weiterhin umfassend einen Crasheventsensor, welcher im Zusammenhang mit einem Crashsensoralgorithmus wirkt, der die Aktivierung des Fahrzeuginsassenrückhaltesystems im Falle einer Kollision signalisiert.