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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Die vorliegende Anwendung beansprucht den Vorteil der US-Anmeldung Nr. 61/942,195 mit Anmeldedatum vom 20. Februar 2014. Die vorliegende Offenbarung ist eine anhängige und gemeinschaftliche Teilfortsetzung der US-Anmeldung Nr. 12/286,430 mit Anmeldedatum vom 29. September 2008, die eine Teilfortsetzung von 11/395,477 mit Anmeldedatum vom 30. März 2006 ist und die Vorteile davon beansprucht.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein pyrotechnische Gasgeneratoren für aufblasbare Rückhaltevorrichtungen und insbesondere einen Gasgenerator, der ein Treibmittelpolster zum Drücken eines Widerstands gegen die Treibmittelschicht aufweist, um eine Fraktur von Treibmittelkörnern und/oder -täfelchen darin zu verhindern. Ein selbstentzündliches Antivibrations-Pad kann an einem Ende eines zugehörigen Gasgeneratorinneren bereitgestellt ein, wodurch Vibrationen gedämpft werden, die die Leistung eines zugehörigen Gaserzeugungsmittels hemmen können. Ferner besteht das selbstentzündliche Pad aus Bestandteilen, die selbstentzündlich sind, wenn die Temperatur außerhalb des Gasgenerators steig.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Aufblasbare Rückhaltesysteme oder „Airbag”-Systeme gehören zur Standardausrüstung in vielen neuen Fahrzeugen. Diese Systeme haben einen erheblichen Beitrag zur Automobilsicherheit geleistet, wie im Fall des Hinzufügens jedes beliebigen Standardmerkmals erhöhen sie jedoch die Kosten, Herstellungskomplexität und das Gewicht der meisten Fahrzeuge. Technologische Fortschritte, die sich mit diesen Problemen beschäftigen, sind in der Branche deshalb willkommen. Insbesondere ist der Gasgenerator oder die Aufblasvorrichtung, der/die in vielen Insassenrückhaltesystemen verwendet wird, meist die schwerste, komplizierteste Komponente. Demnach ist das Vereinfachen des Aufbaus und der Herstellung von Airbag-Aufblasvorrichtungen mit Beibehaltung der optimalen Funktion seit langem ein Ziel von Automobilingenieuren.
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Typische Aufblasvorrichtungen werden mit einem länglichen Metallkörper konstruiert. Da viele Aufblasvorrichtungen pyrotechnische gaserzeugende Verbindungen verwenden, um Aufblasgas für den zugehörigen Airbag zu erzeugen, wobei die Struktur der Aufblasvorrichtung zwangsläufig sehr stabil ist, wodurch derartige Aufblasvorrichtungen entsprechend schwer sind. Ein zunehmend beliebter und nützlicher Aufblasvorrichtungsstil verwendet mehrere selektiv aktivierte gaserzeugende Ladungen. In derartigen Systemen können die mehreren Treibmittelschichten, die im Aufblasvorrichtungskörper angeordnet sind, entweder gleichzeitig oder in Reihe gezündet werden. Bestimmte Fahrzeug- und Insassenparameter können das Zünden beider Treibmittelschichten im Fall eines Aufpralls rechtfertigen. Andere Szenarien können am besten durch Zünden nur einer der Treibmittelladungen oder Zünden der Ladungen nacheinander mit einer Verzögerung zwischen den zwei Ereignissen adressiert werden. Um gleichzeitiges Zünden einer Ladung während des Zündens der anderen zu verhindern, müssen die Zündkammern allgemein flüssigkeitsisoliert sein. Die verhältnismäßig großen auf die Aufblasvorrichtung wirkenden Kräfte, die durch die Zündung der Pyrotechnik darin erzeugt werden, erfordern, dass die Innentrennwände und andere Strukturelemente des Gasgenerators, die die Ladungen flüssigkeitsisolieren, verhältnismäßig stabil sind, wodurch das Gewicht der Aufblasvorrichtung weiter erhöht wird.
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Es wurden verschiedene Verfahren entwickelt, um stabile, im Innern aufgeteilte Mehrkammeraufblasvorrichtungen zu konstruieren. Ein Ansatz umfasst das Einführen einer Trennwand in das Innere der Aufblasvorrichtung, dann das Bördeln oder Aufrollen des Aufblasvorrichtungskörpers, um die Aufteilung beizubehalten. Dieser Ansatz hat sich als effizient erwiesen, unter vielen Umständen muss jedoch ein höher belastbarer/dickerer Aufblasvorrichtungskörper verwendet werden, der dem Bördel- und/oder Aufrollprozess standhält. Derartige Aufblasvorrichtungskörper können ziemlich schwer sein und der Herstellungsprozess ist angesichts der Verarbeitungsschritte, die erforderlich sind, um die Innentrennwände zu befestigen, verhältnismäßig kompliziert.
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Ein weiteres Problem ist die Wiederholbarkeit der Leistung des Gasgenerators. Treibmittelfedern oder -polster werden verwendet, um das Brechen des Treibmittels zu verhindern, wodurch ein verhältnismäßig gleichmäßiger Treibmitteloberflächenbereich für die Verbrennung beibehalten wird. Zusätzlich können bestimmte Treibmittel hygroskopisch sein, wobei die Aufnahme von Feuchtigkeit und/oder Wasser erwartete Brenneigenschaften hemmen kann und demnach zu Leistungsschwankungen eines zugehörigen Airbag-Polsters während eines Aufpralls führen kann. Wenngleich sie nützlich sind, um zu verhindern, dass Treibmittel brechen, tragen Treibmittelfedern oder -polster zur Herstellungskomplexität und den Kosten und zum Gewicht der gesamten Aufprallvorrichtung bei.
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Bestimmte gaserzeugende Zusammensetzungen oder selbstentzündliche Zusammensetzungen enthalten Bestandteile, die Chlor enthalten, wie Kaliumperchlorat oder Kaliumchlorat. Diese Oxidationsmittel können chlorhaltige Arten über lange Zeiträume freisetzen, die typischerweise durch Bestandteile verwendet werden, die in jeder Zusammensetzung enthalten sind, wie Ton oder Kalziumoxid. Das Problem bei der Verwendung von Ton oder Kaiziumoxid besteht darin, dass die relative Menge an Feststoffen, die nach der Aktivierung des Gasgenerators freigesetzt wird, im Vergleich zu Zusammensetzungen, die keine metallhaltigen Arten enthalten, erhöht ist. Es wäre eine Verbesserung im Stand der Technik, mit chlorhaltigen Produkten zu arbeiten, die sich im Gasgenerator befinden, ohne metallhaltige Arten in der jeweiligen Zusammensetzung zu verwenden, wodurch die relative Menge an Gas, das pro Gramm Gaserzeugungsmittel erzeugt wird, erhöht wird, während die chlorhaltigen Arten weiterhin beibehalten werden, um die Leistung der Aufblasvorrichtung zu optimieren.
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US-Patent Nr. 6,779,812 von Ishida et al. beschreibt eine Aufblasvorrichtung, die Silikonpolsterelemente enthält, die aus Silikonkautschuk und Silikonschaum bestehen. Ishida erkennt nicht den Vorteil des Kombinierens einer selbstentzündlichen Zusammensetzung mit dem Silikon in einer polymerischen selbstentzündlichen Matrix.
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WO 97/29151 von Frampton beschreibt verschiedene pharmazeutische Stopfen für das Verschließen von Phiolen pharmazeutischer Produkte. Diese Stopfen bestehen aus Elastomermaterialien, die ein Trockenmittel enthalten. Frampton erkennt nicht den Vorteil des Kombinierens einer selbstentzündlichen Zusammensetzung mit dem Silikon in einer polymerischen selbstentzündlichen Matrix.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Gasgenerator bereitzustellen, der ein Treibmittelpolster oder selbstentzündliches Pad aufweist, das nicht nur als ein Vibrationsdämpfer fungiert, wenn es gegen ein entsprechendes Gaserzeugungsmittel gedrückt wird, sondern fungiert auch als eine Selbstzündungsvorrichtung. Ein selbstentzündliches Antivibrations-Pad gemäß der vorliegenden Erfindung zündet bei einer vorgegebenen Temperatur selbst und hemmt außerdem die Bewegung der Treibmittelplättchen oder -körner, indem ein Druck dagegen bereitgestellt wird. Das Polster ist vorzugsweise aus einer Polymermatrix gebildet, die Bestandteile enthält, die eine selbstentzündliche/Treibmittelzusammensetzung bilden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein geeignetes Polymer ausgewählt aus silikonbasierten Ketten, Urethanen wie Polyurethanen, Kautschuken wie Ethylenpropylendienmonomer (EDPM) und Zellulosederivaten. Das in der Polymermatrix eingeschlossene selbstentzündliche Treibmittel enthält wenigstens eins von dem: einen Kraftstoff, einen Oxidationsmittel, Metalloxiden und Gemischen davon. Bevorzugte Kraftstoffe werden dann aus Tetrazolen und Salzen von Tetrazolen ausgewählt, wie 5-Aminotetrazole, basische Salze von Tetrazolen und Gemischen davon. Bevorzugte Oxidationsmittel sind ausgewählt aus Alkalimetallnitratsalzen, Erdalkalimetallnitratsalzen, Übergangsmetallnitratsalzen, metallischen und nichtmetallischen Perchloratsalzen und Gemischen davon. Katalysatoren ausgewählt aus Molybdänsalzen und -oxiden können bereitgestellt sein. Das selbstentzündliche Treibmittel macht ungefähr 30–70 Gewichtsprozent der gesamten polymerischen/selbstentzündlichen Treibmittelmatrix oder des selbstentzündlichen Pads/Polsters aus. Das Polymer macht außerdem ungefähr 30–70 Gewichtsprozent der gesamten polymerischen/selbstentzündlichen Treibmittelmatrix aus. Der/die Brennstoff(e) macht/machen 20–30 Gewichtsprozent der gesamten selbstentzündlichen Zusammensetzung aus. Das/die Oxidationsmittel macht/machen ungefähr 60–70 Gewichtsprozent der gesamten selbstentzündlichen Zusammensetzung aus. Der/die molybdänhaltige(n) Katalysator(e) macht/machen ungefähr 0–10 Gewichtsprozent der gesamten selbstentzündlichen Zusammensetzung aus.
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Andere selbstentzündliche Treibmittelgemische sind ebenfalls in der Polymer-Matrix geeignet. Dies beinhaltet Gemische, die Kraftstoffe enthalten, die ausgewählt sind aus Carboxylsäuren, reduzierenden Zuckern und Gemischen davon und Oxidationsmitteln wie Alkalimetallen und Erdalkalimetallchloraten und Perchloraten und Gemische davon. Diese Kraftstoffe und Oxidationsmittel können in denselben Gewichtsprozenten bereitgestellt sein wie oben aufgeführt. Die Polymer-Matrix beträgt ungefähr 30–70 Gewichtsprozent des gesamten selbstentzündlichen Antivibrations-Pads und das selbstentzündliche Treibmittel beträgt ungefähr 30–70 Gewichtsprozent des gesamten selbstentzündlichen Antivibrations-Pads. Gemäß der vorliegenden Erfindung können die vorliegenden selbstentzündlichen Antivibrations-Pads bei Zündung bis zu 50 Gewichtsprozent Gas bilden, wobei das Gewichtsprozent im Hinblick auf das Gesamtgewicht des Polsters oder Rückhaltemechanismus vor der Zündung bilden. Dementsprechend kann das Pad zugeschnitten sein, um die Verbrennungsrate des Haupttreibmittels anzupassen oder zu ergänzen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Seitenansicht einer Aufblasvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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2 ist eine Seitenansicht einer Aufblasvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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3 ist eine schematische Ansicht eines beispielhaften Gaserzeugungssystems, eines Fahrzeuginsassenschutzsystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Mit Verweis auf 1 ist ein beispielhafter Gasgenerator oder eine Aufblasvorrichtung 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Wenngleich eine Aufblasvorrichtung mit zwei Kammern beschrieben ist, können auch Aufblasvorrichtungen mit einer oder mehreren Kammern gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Die Aufblasvorrichtung 10 ist für die Verwendung mit einem aufblasbaren Rückhaltesystem in einem Automobil ausgelegt, das Aufblasgas zum Aufblasen eines herkömmlichen Airbag-Polsters bereitstellt, eine Funktion, die im Stand der Technik allseits bekannt ist. Die Aufblasvorrichtung 10 kann zwei hierin beschriebene Treibmittelladungen verwenden, die in getrennten Brennkammern gezündet werden, und Aufblasgas über eine gemeinsame Luftkammer 21 ablassen. Die beispielhafte Aufblasvorrichtung 10 stellt ferner unabhängig bedienbare Initiatoren zum Zünden der jeweiligen Treibmittelladungen bereit, die den verfügbaren Betriebsschemata für die Aufblasvorrichtung erheblich Vielfalt geben. Zum Beispiel ist sowohl die aufeinanderfolgende und serielle Zündung der zwei Ladungen möglich, abhängig vom optimalen Auslösen des zugehörigen Airbags. Es ist angedacht, dass die Aufblasvorrichtung 10 in Beifahrer-Airbag-Systemen am nützlichsten ist; andere Anwendungen sind jedoch möglich, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Alle der Komponenten der vorliegenden Erfindung sind aus bekannten Materialien gebildet, die allgemein im Handel erhältlich und durch bekannte Prozesse hergestellt sind.
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Die Aufblasvorrichtung 10 beinhaltet ein längliches Druckgefäß oder einen Aufblasvorrichtungskörper 11, vorzugsweise einen hohlen Stahlzylinder. Der Aufblasvorrichtungskörper 11 ist durch ein erstes Ende 15 und ein zweites Ende 17 gekennzeichnet und definiert eine Mehrzahl an Aufblasöffnungen 40, die eine Fluidverbindung zwischen dem Äußeren des Aufblasvorrichtungskörpers und der Luftkammer 21 ermöglichen. Ein erster Endverschluss 13 ist am ersten Ende 15 des Aufblasvorrichtungskörpers 11 positioniert, vorzugsweise derart, dass er eine Fluiddichtung damit bildet. Ein zweiter Endverschluss 34 ist vorzugsweise am zweiten Ende 17 positioniert, ebenfalls vorzugsweise derart, dass er eine Fluiddichtung mit dem Aufblasvorrichtungskörper 11 bildet. Die Verschlüsse 13 und 34 sind vorzugsweise metallisch. Sie können jedoch aus jedem anderen geeigneten Material hergestellt sein, wie Kunststoff, einem Keramikstoff oder einem Verbundstoff. Das erste Ende 15 und das zweite Ende 17 sind vorzugsweise nach innen gebördelt, um den ersten und zweiten Verschluss 13 und 34 in Position zu halten, ein anderes geeignetes Verfahren wie Schweißen oder ineinandergreifende Gewinde auf dem Aufblasvorrichtungskörper 11 und den entsprechenden Verschlüssen kann jedoch verwendet werden. Zudem können O-Ringe aus Kautschuk um die Verschlüsse 13 und 34 gepasst werden, die Dichtungen mit dem Aufblasvorrichtungskörper 11 erzeugen oder verbessern.
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Die Aufblasvorrichtung 10 beinhaltet eine erste Brennkammer 25, in der eine Menge an gaserzeugendem Material oder eine erste Treibmittelladung 28 platziert wird. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Kammer 25 eine maßgebliche Proportion des Innenraums des Aufblasvorrichtungskörpers 11, teilweise definiert durch Längswände des Aufblasvorrichtungskörpers 11 und teilweise durch den ersten Endverschluss 13. Die Luftkammer 21 ist der Bereich des Aufblasvorrichtungskörpers 11, durch den Gas zu den Öffnungen 40 geleitet wird. Demnach sind die Kammer 25 und die Luftkammer 21 wenigstens teilweise koextensiv. Anders ausgedrückt kann die Luftkammer 21 weit gefasst als der Teil der Kammer 25 definiert sein, der den mittleren Abschnitt des Innenraums des Aufblasvorrichtungskörpers 11 ausmacht. Der Ausdruck „wenigstens teilweise koextensiv” sollte als Entwürfe beinhaltend verstanden werden, in denen die Kammer 25 durch Folien, Berstscheiben usw. unterteilt ist, wie hierin beschrieben, sowie Entwürfe, in denen die Kammer 25 nicht durch derartige Merkmale unterbrochen ist. Der erste Endverschluss 13 beinhaltet vorzugsweise eine zylindrische Erweiterung 16, wobei eine perforierte Scheibe 18 derart positioniert ist, dass sie die Kammer 25 in zwei Teilkammern 25a und 25b unterteilt. Eine Auslöseanordnung 12, die vorzugsweise eine(n) herkömmliche(n) Zünder oder Zündpille beinhaltet, ist am ersten Ende 15 positioniert und vorzugsweise im ersten Endverschluss 13 montiert, sodass sie Zusammensetzungen in der Kammer 25 entzünden kann. Eine zweite Auslöseanordnung 9, die vorzugsweise ebenfalls eine(n) herkömmliche(n) Zunder oder Zündpille beinhaltet, ist am zweiten Ende 17 positioniert.
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Die Treibmittelladung
28 kann jede beliebige geeignete gaserzeugende Zusammensetzung sein, die im Stand der Technik bekannt ist, vorzugsweise eine nicht-azide Zusammensetzung, die phasenstabilisiertes Ammoniumnitrat enthält. Andere gaserzeugende Zusammensetzungen oder selbstentzündliche Zusammensetzungen, die im Gasgenerator enthalten sind, können perchlorat- und chlorathaltige Oxidationsmittel enthalten, wie sie im Stand der Technik bekannt sind. Beispielhafte, jedoch nicht einschränkende, Formeln sind in
US-Patent Nr. 5,872,329 ,
5,756,929 und
5,386,775 beschrieben und hierin durch Verweis eingeschlossen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Treibmittelladung
28 in sowohl Täfelchen-
28a und Plättchen-
28b Form bereitgestellt, die beide in
1 dargestellt sind. Die Täfelchen
28a und Plättchen
28b können unterschiedliche Zusammensetzungen sein, bestehen jedoch vorzugsweise aus demselben Material in unterschiedlichen kommerziell erhältlichen Formen. In einer bevorzugten Ausführungsform trennt eine Haltescheibe
32 die Täfelchen
28a von den Plättchen
28b. Die Scheibe
32 kann aus einem verhältnismäßig porösen Material hergestellt sein, sodass eine Flammenfront oder Wärme von der Zündung der Täfelchen
28a die Plättchen
28b entzünden kann, oder sie kann aus einem bekannten Material hergestellt sein, das die Zündung der Plättchen
28b durch Wärmekonvektion von der Verbrennung der Täfelchen
28a ermöglicht. Eine Menge an Booster-Treibmittel
14 ist vorzugsweise in der Teilkammer
25a platziert und kann auf herkömmliche Weise durch den Initiator
12 entzündet werden, um die erste Treibmittelladung
28a und
28b zu entzünden und ihre Brenneigenschaften zu verbessern.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann es wünschenswert sein, die Verwendung einer Booster-Zusammensetzung 14 oder 38 zu eliminieren und stattdessen ein Antivibrations-Pad 33a oder ein Polster einzufügen. Dementsprechend kann die Ausführungsform aus 1 modifiziert werden, um ein Poster 33a statt einer Booster-Verbindung oder Zusammensetzung 38 angrenzend an den Verschluss 34 zu enthalten. Es ist ersichtlich, dass das selbstentzündliche Pad 33a statt der Zusammensetzung 38 eine Booster-Zusammensetzung bereitstellt und dennoch ebenfalls als selbstentzündliche Zusammensetzung fungiert. Insbesondere steht der Endverschluss 34 mit dem Pad 33 in thermodynamischer Verbindung.
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Weiterhin gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise ein selbstentzündliches und Antivibrations-Pad oder -Polster 33 zwischen Treibmitteltäfelchen 28b und einer Kappe 29 (oder dem Boden) positioniert, wodurch Reibung der Täfelchen 28b gehemmt wird und der Kontakt mit einem großen Oberflächenbereich der Kappe 29 gehalten wird, die ebenfalls mi dem Gehäuse 11 und dem Endverschluss 34 in thermodynamischer Verbindung steht. Es versteht sich, dass das Polster 33 außerdem an jeder beliebigen Position in der Aufblasvorrichtung 10 positioniert sein kann und eine stabile Stütze bereitstellen kann, wo immer dies darin erforderlich ist. Demnach ist die Form des Polsters 33 nicht auf das dargestellte Strukturbeispiel beschränkt.
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Das Polster 33 kann durch Mischen einer gewünschten Menge der selbstentzündlichen Bestandteile in ein beliebiges ungehärtetes Polymer wie ein Silikon gebildet werden. Das Polymer oder Silikon kann dann letztendlich zu einem im Wesentlichen homogenen Gemisch gemischt und gemäß den Herstelleranweisungen gehärtet werden. Silikon ist allgemein verfügbar und kann zum Beispiel von Unternehmen wie Shin-Etsu in Japan bereitgestellt werden.
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Ferner können die selbstentzündlichen Bestandteile in einem alternativen Verfahren zum Bilden des Pads 33 wie nachfolgend beschrieben zunächst homogen auf bekannte Weise gemischt werden und dann in ein ungehärtetes Elastomer wie Silikon gestreut werden. Das Elastomer wird dann gemäß den Anweisungen des Herstellers gehärtet.
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Eine Trennwandanordnung 26 ist in der Nähe des zweiten Endes 17 positioniert und umfasst vorzugsweise ein im Wesentlichen zylindrisches Basiselement 27 und eine Kappe 29. Das Basiselement 27 und die Kappe 29 definieren eine zweite Brennkammer 35, die wenigstens teilweise eine zweite Menge an Treibmittel 38 umgibt, vorzugsweise sowohl in Täfelchen- als auch in Plättchenform. Das Basiselement 27 und der zweite Endverschluss 34 können dasselbe Teil sein, wie in einer bevorzugten Ausführungsform, oder eine Mehrzahl von getrennten, befestigten Teilen kann verwendet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Trennwandanordnung 26 strukturell unabhängig vom Aufblasvorrichtungskörper 11 gebildet. Die Trennwandvorrichtung 26 ist ein unabhängiges Teil, das keine physische Befestigung an der Längsseitenwand des Aufblasvorrichtungskörper 11 aufweist. Während der Montage der Aufblasvorrichtung 10 wird die Trennwandanordnung 26 im Aufblasvorrichtungskörper 11 in Position geschoben und das zweite Ende 17 kann nach innen gebördelt oder anderweitig um die Trennwandanordnung 26 geformt werden, um die Anordnung 26 darin zu sicher. Auf gleiche Weise kann das erste Ende 15 ebenfalls nach innen gebördelt oder anderweitig um den Endverschluss 13 geformt sein, wodurch das erste Ende 15 auf ähnliche Weise geschlossen wird. Abgesehen vom Sichern des zweiten Endverschlusses 34 werden demnach keine Modifikationen am Aufblasvorrichtungskörper 11 vorgenommen, um die Komponenten, die die zweite Brennkammer 35 definieren, aufzunehmen oder anderweitig zu sichern.
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Die Kappe 29 beinhaltet vorzugsweise eine Mehrzahl an Öffnungen 30, die die zweite Kammer 35 mit der Luftkammer 21 verbinden kann (sowie der ersten Kammer 25, da die Luftkammer 21 und die Kammer 25 in Fluidverbindung stehen und sich teilweise decken. In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Folie oder Berstscheibe (nicht dargestellt) über Öffnungen 30 platziert, um die Fluidverbindung zwischen den zwei Kammern zu blockieren. Es versteht sich jedoch, dass die Folie oder Berstscheibe derart positioniert und/oder hergestellt ist, dass sie während der Entzündung des Treibmittels in der Kammer 25 nicht nach innen birst, d. h. in der Richtung des zweiten Endes 17. Die Entzündung des Treibmittels in der zweiten Kammer 35 kann die Folie oder Berstscheibe hingegen nach außen bersten lassen, wodurch Verbrennungsprodukte in der Kammer 35 in die Luftkammer 21/erste Kammer 25 austreten können und dadurch aus dem Aufblasvorrichtungskörper 11 austreten können. Die bevorzugten Folien und Berstscheiben und die beschriebenen Verfahren für deren Montage sind allesamt im Stand der Technik bekannt. Durch Fluidisolierung der ersten und zweiten Kammer 25 und 35, gleichzeitige Entzündung des Treibmittels in Kammer 35 während der Verbrennung des Treibmittels in Kammer 25 vermieden werden, wie hierin beschrieben. Der Außendurchmesser des Basiselements 27 gleicht vorzugsweise im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Aufblasvorrichtungskörpers 11, sodass das Basiselement 27 darin aufgenommen wird, d. h. verhältnismäßig fest sitzt. Da sowohl der zweite Endverschluss 34 und der Aufblasvorrichtungskörper 11 vorzugsweise im Wesentlichen zylindrisch sind, sind die zwei Komponenten vorzugsweise axial ausgerichtet. Ein oder mehrere selbstentzündliche Täfelchen 50 kann/können in eine Aufblasvorrichtung 10 platziert werden, wodurch die Entzündung der gaserzeugenden Materialien durch externe Wärme auf im Stand der Technik bekannte Art ermöglicht wird.
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In einer Ausführungsform sind Plättchen 28b in einem Stapel in der Luftkammer 21 positioniert. Das Polster 33 ist angrenzend an den Stapel 28b positioniert und drückt den gesamten Stapel 28b zum ersten Ende 15. Die Plättchen 28b drücken vorzugsweise die Scheibe 32 gegen die Täfelchen 28a, wodurch verhindert wird, dass die Täfelchen 28a und/oder Plättchen 28b aneinanderstoßen, während die Aufblasvorrichtung über lange Zeiträume inaktiv ist und wodurch das Potenzial für einen mechanischen Verfall der Täfelchen 28a und/oder Plättchen 28b gemindert wird.
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Die hierin beschriebene Aufblasvorrichtung 10 kann in ihrem Aufbau abhängig von den Anwendungsanforderungen abgeändert werden. Das Polster oder die Treibmittelrückhaltevorrichtung 33 gemäß der vorliegenden Erfindung ist nichtsdestotrotz in einem Aufblasvorrichtungsaufbau bereitgestellt und drückt gegen wenigstens ein Treibmittel, wodurch eine dämpfende Wirkung bereitgestellt wird, wie zum Beispiel formell durch metallische Polster umgesetzt.
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In einem typischen aufblasbaren Rückhaltevorrichtungssystemaufbau ist die Aufblasvorrichtung 10 mit einem elektrischen Aktivierungssystem verbunden, das einen Aufprallsensor beinhaltet, von dem es zahlreiche allseits bekannte geeignete Typen gibt. Zudem können verschiedene Sensorsysteme in die Fahrzeugelektronik integriert sein, einschließlich Sitzgewichtssensoren, Insassenerkennungssysteme usw. Während eines typischen Auslöseszenarios, einem Aufprall oder einer plötzlichen Abbremsung des Fahrzeugs, wird ein Aktivierungssignal von einem bordeigenen Fahrzeugcomputer an die Aufblasvorrichtung 10 gesendet. Das Signal kann entweder an eine oder beide der in der Aufblasvorrichtung 10 enthaltenen Auslöseanordnungen gesendet werden. Da die Kammer 25 vorzugsweise die größere Hauptladung enthält, wird das Aktivierungssignal typischerweise zunächst direkt an die Auslöseanordnung gesendet, die funktionsfähig mit der ersten Kammer 25 verbunden ist. In bestimmten Szenarios, zum Beispiel mit größeren Insassen oder wenn sich die Insassen nicht in einer normalen sitzenden Position im Fahrzeug befinden, kann es wünschenswert sein, nur die erste Treibmittelladung oder beide Ladungen nacheinander mit unterschiedlichen Verzögerungen zwischen den zwei Ereignissen zu zünden. Sobald ein elektrisches Aktivierungssignal an den mit der ersten Kammer 25 verknüpften Auslöser gesendet wird, wird die Verbrennung von Booster-Treibmittel 14 oder alternativ die Verbrennung eines selbstentzündlichen Antivibrations-Pads 33 in der Teilkammer 25a ausgelöst. Die Flammenfront und/oder heiße Verbrennungsgase vom Booster- 14 oder selbstentzündlichen Antivibrations-Pad 33 durchlaufen anschließend die Scheibe 18 und lösen die Verbrennung von Treibmitteltäfelchen 28a in der Kammer 25b aus. Die Verbrennung der Täfelchen 28a erzeugt Aufblasgas, das schnell aus Aufblasöffnungen 40 strömt, wodurch das Füllen eines zugehörigen Airbags ausgelöst wird. Ein zylindrischer, metallischer Maschenfilter 23 ist vorzugsweise im Aufblasvorrichtungskörper 11 positioniert und filtert Schlacke, die durch die Verbrennung der Verbindungen darin erzeugt wird, und dient außerdem als Wärmesenke, um die Temperatur des Aufblasgases zu senken. Die Verbrennung der Täfelchen 28a löst die Verbrennung der Plättchen 28b aus, die vorzugsweise aus dem gleichen oder ähnlichen Material bestehen wie die Täfelchen 28a, was ein länger anhaltendes Brennen bereitstellt, das eine verhältnismäßig konstante Gasversorgung an den zugehörigen Airbag über die Luftkammer 21 und die Öffnungen 40 leitet. Wenn gewünscht, wird ein elektrisches Aktivierungssignal an den Auslöser gesendet, der funktionsfähig mit der zweiten Kammer 35 verknüpft ist, die eine gaserzeugende Zusammensetzung 38 enthält, die vorzugsweise der Zusammensetzung in Kammer 25 ähnelt, oder stattdessen oder die in Verbindung mit dem Gaserzeugungsmittel 38 ein Pad 33 enthält, das wie hierin beschrieben konstruiert oder gebildet ist. Die schnelle Erzeugung von Gas in der Kammer 35 veranlasst einen schnellen Anstieg des Gasdrucks darin, wodurch die Folie oder Berstscheibe (nicht dargestellt), die die Öffnungen 30 in der Kappe 29 abdeckt, nach außen birst. Das Gas wird anschließend über die Luftkammer 21 und Öffnungen 40 aus der Aufblasvorrichtung 10 abgelassen. Die Aktivierung des Gaserzeugungsmittels in Kammer 35 kann stattfinden bevor, während oder nachdem ein Aktivierungssignal an die Auslöseanordnung 12 gesendet wird, die funktionsfähig mit der Kammer 25 verbunden ist.
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Da beide Kammern 25 und 35 Aufblasgas durch die Luftkammer 21 auslassen, stellt die vorliegende Erfindung gegenüber vielen früheren Entwürfen, in denen getrennte Luftkammern für jede Brennkammer verwendet werden, andere Betriebsvorteile bereit. Durch Ablassen von Aufblasgasen aus beiden Brennkammern 25 und 35 durch die Luftkammer 21 können die Aufblasprofileigenschaften über die Länge und Breite eines zugehörigen Airbags im Vergleich zu früheren Entwürfen mit mehreren Kammern, in denen Brennkammern über getrennte Luftkammern ablassen, verbessert werden. Zudem ermöglicht die Verwendung einer Trennwandanordnung, die strukturell von den Seitenwänden des Aufblasvorrichtungskörpers unabhängig ist, dass die Aufblasvorrichtung ohne Bördeln oder anderweitiges Modifizieren des Aufblasvorrichtungskörpers selbst konstruiert werden können. Da die Aufblasvorrichtung 10 eine Luftkammer verwendet, die mit einer ersten der Brennkammern koextensiv ist, weist die Aufblasvorrichtung 10 einen einfacheren Aufbau auf als Mehrkammeraufblasvorrichtungen, die Brennkammern verwenden, die beide von einer gemeinsamen Luftkammer abgetrennt sind. Der Aufblasvorrichtungskörper 11 verwendet keine befestigten inneren Trennwände und kann demnach hergestellt werden ohne dass eine Verstärkung erforderlich ist, um durch Trennwandbefestigung verursacht Schwächung zu kompensieren. Diese und andere Vorteile senken die Kosten, Herstellungskomplexität, Größe und das Gewicht der Aufblasvorrichtung.
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Mit Verweis auf 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Aufblasvorrichtung der vorliegenden Erfindung dargestellt. Wie aus 2 ersichtlich, kann das Pad 33 an der Basis 39 oder Kappe 41 anliegen, wodurch der Oberflächenbereich des Pads oder der elastomerischen Haltevorrichtung 33, der mit dem Aufblasvorrichtungsgehäuse 11a in Kontakt steht, maximiert wird. Es versteht sich, dass die verschiedenen Bestandteile in 2 denen in 1 ähneln, obwohl das Gehäuse 11a und die verschiedenen Kammern als eine Aufblasvorrichtung auf der Fahrerseite (2) ausgebildet sind, statt einer Aufblasvorrichtung auf der Beifahrerseite (1). Mit erneutem Verweis auf 2 enthält ein Gehäuse 11a ein erstes Ende 15a und ein zweites Ende 17a. In dieser Ausführungsform ist ein erster Zünder oder eine Zündpille 37a im zweiten Ende 17a befestigt, in entzündlicher Kommunikation mit einer ersten Brennkammer 25c. Eine erste gaserzeugende Zusammensetzung oder ein Treibmittel 28a ist in der ersten Kammer 25c enthalten, um bei dessen Entzündung und Verbrennung Gase zu erzeugen. Auf gleiche Weise ist ein(e) zweite(r) Zünder oder Zündpille 37b im zweiten Ende 17a befestigt, in entzündlicher Kommunikation mit einer zweite Brenn- oder Booster-Kammer 25d. Eine zweite Zusammensetzung wie eine Booster-Zusammensetzung 28b ist in der zweiten Brenn- oder Booster-Kammer 25d enthalten, um bei Verbrennung und Entzündung davon Verbrennungsprodukte zu erzeugen. Eine dritte Brennkammer 35c ist durch den Innenraum des Gehäuses 11a definiert und steht mit der Kammer 25d in Fluidverbindung, und der Kammer 25c, wenn sie selektiv auf bekannte Art bedient wird. Eine dritte Zusammensetzung wie eine gaserzeugende Zusammensetzung 38c kann dem Treibmittel 28a entsprechen oder sich von diesem unterscheiden, und wird bei Betätigung der Aufblasvorrichtung 10 und insbesondere durch Betätigung der Kammern 25c und/oder 25d auf bekannte Weise entzündet.
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Die Aufblasvorrichtung aus 2 arbeitet im Wesentlichen ähnlich wie die in 1 veranschaulichte Aufblasvorrichtung. Um den Betrieb eines Gasgenerators 11 oder 11a gemäß der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen, und mit Verweis auf 2 und 3, kann ein vorgegebenes Signal durch den Aufprallsensor 210 empfangen werden, wodurch der Zünder 37b mit einem und durch einen Algorithmus betätigt wird, der auf bekannte Weise in einer Steuereinheit enthalten ist. Die Booster(oder andere)-Zusammensetzung 28b wird dadurch entzündet, um zu verbrennen und Verbrennungsprodukte und erhöhten Druck zu erzeugen. Die Zusammensetzung 38c wird dann durch die/den/das sich durch die Verbrennung ergebende(n) Wärme, Druck, Flamme, Gas und allgemein die Verbrennungsprodukte entzündet und verbrannt, die von Kammer(n) 25c und/oder 25d in die Kammer 35c übertragen werden. Wenn das gaserzeugende Mittel 38c verbrennt, wandern die sich ergebenden Gase durch den Filter 23 und aus Gaserzeugungsöffnungen 43, die sich in einer Außenschale 41 des Gehäuses 11a befinden.
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Mit Verweis auf 3 kann die oben beschriebene beispielhafte Aufblasvorrichtung 10 außerdem in ein Airbag-System 200 integriert werden. Ein schematisch dargestelltes Airbag-System 200 beinhaltet wenigstens einen Airbag (nicht dargestellt) und eine Aufblasvorrichtung 10, die ein Pad 33 zum Polstern einer gaserzeugenden Zusammensetzung 12 enthält, gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Aufblasvorrichtung 10 ist mit dem Airbag (nicht dargestellt) im Lenkrad verbunden, um Fluidverbindung mit einem Inneren des Airbags zu ermöglichen. Das Airbag-System 200 kann außerdem einen Aufprallsensor 210 beinhalten (oder mit diesem in Kommunikation stehen). Der Aufprallsensor 210 beinhaltet einen bekannten Aufprallsensoralgorithmus, der die Betätigung des Airbag-Systems 200 zum Beispiel durch die Aktivierung der Airbag-Aufblasvorrichtung 10 im Fall einer Kollision signalisiert.
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Es versteht sich, dass das Airbag-System 200, und weiter gefasst, Fahrzeuginsassenschutzsystem 180, gaserzeugende Systeme veranschaulicht, jedoch nicht einschränkt, die gemäß der vorliegenden Erfindung angedacht sind. Die vorliegende Beschreibung dient ausschließlich zu veranschaulichenden Zwecken und andere Ausführungsformen können ebenfalls gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet werden. Demnach versteht es sich für Fachleute, dass verschiedene Modifikationen an den vorliegend offenbarten Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne vom angedachten Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
