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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der vorläufigen US-Anmeldung mit der Seriennummer 61/979,708, eingereicht am 15. April 2014. Diese Anmeldung ist auch eine Teilfortsetzung der im gemeinsamen Eigentum stehenden und gleichzeitig anhängigen US-Anmeldung mit der Seriennummer 14/588,273 mit einem Einreichungsdatum vom 31. Dezember 2014 und beansprucht deren Vorteile.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein gaserzeugende Systeme sowie eine verbesserte lineare Antriebsvorrichtung oder Motorhauben-Hebevorrichtung, die auch als Gurtstraffer dienen kann.
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STAND DER TECHNIK
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Die vorliegende Erfindung betrifft Insassenschutzsysteme oder sonstige Sicherheitssysteme, die pyrotechnische Geräte verwenden. Ein solches pyrotechnisches Gerät kann im Falle eines Zusammenstoßes mit einem oder Aufpralls eines Fußgängers eine linearere oder pyrotechnische Antriebsvorrichtung zum Anheben einer Fahrzeugfläche, wie einer Motorhaube, sein. Bekannte lineare oder pyrotechnische Antriebsvorrichtungen verwenden typischerweise pyrotechnische Mittel zur Aktivierung eines Kolbens in einer Antriebsvorrichtung. Dies erhöht die Kosten der Herstellung angesichts der Tatsache, dass die gaserzeugende Zusammensetzung typischerweise in beispielsweise einem Mikrogaserzeuger enthalten sein muss. Dies erhöht somit die Komplexität der Motorhauben-Hebevorrichtung oder des Sitzgurtstraffers. Typische pyrotechnische Zusammensetzungen können zusätzlich die Größe der Antriebsvorrichtung aufgrund von Lagerungsanforderungen in der Antriebsvorrichtung erhöhen. Es wäre somit eine Verbesserung, eine Alternative zu den typischen pyrotechnisch angetriebenen Kolben bereitzustellen. Es wäre weiterhin eine Verbesserung des Stands der Technik, die Funktion von mindestens einem oder mehreren strukturellen Merkmalen der Motorhaube/ des Sitzgurtstraffers zu kombinieren, wodurch die Herstellung der pyrotechnischen Antriebsvorrichtung (z.B. Motorhauben-Hebevorrichtung oder Sitzgurtstraffer) vereinfacht würde.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Eine pyrotechnische Antriebsvorrichtung enthält ein Gehäuse mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende. Eine Zündkammer ist neben dem ersten Ende des Gehäuses gebildet. Der Initiator ist an dem ersten Ende auf eine bekannte Art und Weise fixiert. Ein hohler oder massiver Kolben (oder ein Rohr oder Zylinder) ist in dem Gehäuse positioniert und im Wesentlichen deckungsgleich damit, wobei der Kolben ein drittes Ende und ein viertes Ende aufweist, wodurch das dritte Ende unmittelbar neben dem ersten Ende des Gehäuses und das vierte Ende unmittelbar neben dem zweiten Ende ist, wobei sich der Kolben vor der Aktivierung der Antriebsvorrichtung von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende erstreckt. Ein polymerhaltiges oder silikonhaltiges Element umgibt mindestens einen Abschnitt des dritten Endes des Kolbens und dient bei der Betätigung der pyrotechnischen Antriebsvorrichtung mindestens als eine gaserzeugende Quelle. Das polymerhaltige oder silikonhaltige Element des Kolbens kann als Dichtung gebildet sein, wie in 1 und 2 gezeigt, wobei die silikonhaltige Dichtung bündig gegen eine innere Wand des Gehäuses positioniert ist. Das silikonhaltige oder polymerhaltige Element muss jedoch nicht als Dichtung verwendet werden und kann anstatt dessen in einem in dem dritten Ende des Kolbens gebildeten Hohlraum geformt werden. Siehe 3. Wie in 3 gezeigt, kann ein dem Stand der Technik bekannter O-Ring verwendet werden, wenn das silikonhaltige Element nicht als Dichtung dient.
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Der silikonhaltige oder polymerhaltige Teil dient erfindungsgemäß auch als gaserzeugende Quelle und kann in andere dem Stand der Technik bekannten gaserzeugende Bestandteile infundiert oder mit diesen integriert werden. Im Allgemeinen kann beim Bilden des silikonhaltigen Elements das nicht ausgehärtete Silikon mit einem oder mehreren Oxidationsmitteln gemischt werden, wie zum Beispiel einem oder mehreren Metall- und Nichtmetallnitraten, Perchloraten, Chloraten, Oxiden und Mischungen davon. Andere Oxidationsmittel, die für ihre Nützlichkeit in gaserzeugenden Zusammensetzungen bekannt sind, werden ebenfalls erwogen und sind vorliegend einbezogen. Wenn erwünscht, können ein oder mehrere zusätzliche Kraftstoffe (Silikon stellt einen ersten Kraftstoff dar) auch mit dem nicht ausgehärteten Silikon gemischt werden. Diese beinhalten Tetrazole wie 5-Aminotetrazol, Salze von Tetrazolen, Triazole, Salze von Triazolen, Guanidine, Guanidin-Derivate wie Nitroguanidin, Carbonsäuren wie D-, L-Weinsäure und Bernsteinsäure und Mischungen davon. Andere dem Stand der Technik bekannte Kraftstoffe werden erwogen. Weiterhin können andere dem Stand der Technik bekannte gaserzeugende Bestandteile auch mit dem nicht ausgehärteten Silikon wie erwünscht gemischt werden, einschließlich Kühlmittel, Verbrennungshilfsmittel usw., wobei diese Aufzählung nicht abschließend ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 veranschaulicht eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die eine polymerhaltige oder silikonhaltige Dichtung enthält, die auch als eine gaserzeugende Zusammensetzung dient.
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2 veranschaulicht eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die eine polymerhaltige oder silikonhaltige Dichtung enthält, die auch als eine gaserzeugende Zusammensetzung dient.
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3 veranschaulicht eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die ein polymerhaltiges oder silikonhaltiges Element enthält, das in einem komplementären Sitz in einem Ende eines zugeordneten Kolbens geformt ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Wie in einer ersten Ausführungsform von 1 gezeigt, enthält ein pyrotechnisches Gerät oder eine lineare Antriebsvorrichtung 10 ein Gehäuse 12. Das Gehäuse 12 enthält ein erstes Ende 14 und ein zweites Ende 16. Ein/e Initiator oder Zündungsvorrichtung 18 ist auf bekannte Art und Weise in dem ersten Ende 14 fixiert, wie beispielsweise durch eine Bohrdichtung. Eine Zündungskammer 20 ist unmittelbar neben der Zündungsvorrichtung 18 gebildet. Ein Kolben 22 enthält ein drittes Ende 24 und ein viertes Ende 26. In einer Ausführungsform ist ein silikonhaltiges Element 28 um das dritte Ende 24 geformt, sodass das silikonhaltige Element Zündungsprodukten ausgesetzt ist, die bei der Betätigung der linearen Antriebsvorrichtung 10 aus der Zündungsvorrichtung 18 austreten. Wie in 1 gezeigt, kann das silikonhaltige Element 28 mit einem äußeren Durchmesser oder Querschnitt geformt werden, der im Wesentlichen dem inneren Durchmesser oder Querschnitt entspricht, der durch die innere Wand 30 des Gehäuses 12 definiert wird. Wie auch in 2 gezeigt, kann das silikonhaltige Element 28 in verschiedenen Formen gebildet sein, wohingegen die Oberfläche des Elements 28, das die innere Wand 30 berührt, variiert werden kann oder die Menge an Gaserzeugungsmittel, die im Element 28 enthalten ist, kann im Zuge der Variierung der Größe der Dichtung oder des Elements 28 variiert werden.
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Alternativ können andere Polymere zur Integration in einem Teil des Geräts oder der Antriebsvorrichtung wie vorliegend beschrieben erwogen werden. Eine formbare Polymer-matrix wird gebildet, die andere bekannte gaserzeugende Bestandteile enthalten kann, wenn dies erwünscht ist. Zum Beispiel können geeignete Polymere in der formbaren Polymermatrix Silikon, Polyurethan, Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM), Cellulosederivate wie Celluloseacetatbutyrat und Mischungen davon umfassen, wobei diese Aufzählung nicht abschließend ist. Weiterhin können Kraftstoffe, wenn zusätzliche Bestandteile erwünscht sind, Tetrazole wie 5-Aminotetrazol und Metall- oder basische Salze davon beinhalten, einschließlich Kalium 5-aminotetrazol. Oxidationsmittel können Alkali- oder Erdalkalimetall-Nitratsalze, Übergangsmetall-Nitratsalze, Perchloratsalze wie Kaliumperchlorat oder Ammoniumperchlorat und Mischungen davon beinhalten. Andere bekannte gaserzeugende Bestandteile wie Katalysatoren, Kühlmittel usw. können beinhaltet sein.
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Wie in der beispielhaften Ausführungsform von 3 gezeigt, kann das polymerhaltige oder silikonhaltige Element 28 in einem in dem Kolbenende 24 gebildeten, komplementären Hohlraum 32 aufgenommen, geformt oder gebildet sein. In dieser Konfiguration ist ein O-Ring 34 zwischen dem Kolben und der inneren Wand des Gehäuses ringförmig platziert, um sicherzustellen, dass die Dichtung zwischen dem Kolben und der inneren Wand des Gehäuses bei Betätigung der Motorhauben-Hebevorrichtung 10 beibehalten wird.
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Beispielhafte silikonhaltige Zusammensetzungen, die als gaserzeugende Zusammensetzungen und, wenn erwünscht, als Dichtung nützlich sind, können wie in den
US-Patenten Nr. 7,094,296 ,
7,097,203 ,
6,805,377 und
6,789,485 beschrieben gebildet werden, deren Lehren vorliegend durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit einbezogen sind. Andere silikonhaltige Zusammensetzungen können wie anderweitig vorliegend beschrieben oder anderweitig bekannt gebildet werden und können auch gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
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In noch einem anderen Aspekt der Erfindung und mit Bezugnahme auf die Abbildungen wird ein pyrotechnisches Gerät 10 gebildet durch (1) Bereitstellen eines Gehäuses 12 mit einem ersten Ende 14 und einem zweiten Ende 16; (2) Bereitstellen einer strukturellen Komponente 22, wie dem Kolben 22, in dem Gehäuse 12, wobei die strukturelle Komponente 22 einen ersten Abschnitt oder ein erstes Ende 24 und einen zweiten Abschnitt oder ein zweites Ende 26 aufweist, wobei sich der erste Abschnitt 24 unmittelbar neben dem ersten Ende 14 und der zweite Abschnitt 26 unmittelbar neben dem zweiten Ende 16 befindet; (3) Bereitstellen eines Polymers 28, das am ersten Abschnitt 24 mindestens teilweise in und/oder um die strukturelle Komponente 22 infundiert wird; und (4) Bereitstellen eines am ersten Ende 16 fixierten und unmittelbar neben dem ersten Abschnitt 24 der strukturellen Komponente 22 befindlichen Initiators 18 zum Zünden des Polymers 28 bei der Betätigung des Geräts 10.
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Der Begriff „infundieren“ im Sinne der vorliegenden Verwendung bedeutet, das Polymer oder Silikon 28 in und/oder um den Kolben oder die strukturelle Komponente 22 zu integrieren. Das Polymer 28, wie vorliegend beschrieben, wird bevorzugt in oder um die strukturelle Komponente 22 durch Injizieren oder Bereitstellen eines nicht ausgehärteten Polymers 28 in oder um den ersten Teil 24 des Kolbens oder die strukturelle Komponente 22 und Aushärten des Polymers 28 in situ zumindest teilweise in und/oder um die strukturelle Komponente 22 in dem Gehäuse 12 integriert oder infundiert. Die Aushärtungsbedingungen folgen bevorzugterweise den Empfehlungen des Herstellers. Es wird erwogen, dass das Polymer oder Silikon 28 auch unter Verwenden von standardmäßigen Formverfahren in die strukturelle Komponente oder den Kolben 22 infundiert werden kann, ehe es in dem Gehäuse 12 installiert wird. Auf andere Weise erklärt, könnte der Silikon- oder Polymerabschnitt 28 getrennt auf die geeignete Größe und Form geformt und ausgehärtet werden und anschließend in und/oder um das Kolbenende 24 installiert werden.
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Im Betrieb erfasst ein nach dem Stand der Technik gebauter Sensor (nicht gezeigt) ein vorbestimmtes Ereignis, wie zum Beispiel einen bevorstehenden Aufprall einer zugeordneten Fahrzeugmotorhaube auf einen Fußgänger, und löst dadurch die Aktivierung der Antriebsvorrichtung 10 aus, indem der Zündungsvorrichtung 18 beispielsweise ein elektronischer Stimulus bereitgestellt wird. Während die Zündungsvorrichtung 18 aktiviert wird, stellen die Zündungskräfte, wie Druck und eventuell Hitze, die durch die Zündungsvorrichtung 18 bereitgestellt werden, eine Kraft bereit, die groß genug ist, um den Kolben aus einer vorbetätigten Position nach vorne zu fahren. Wenn das silikonhaltige Element oder die Kolbenkappe 28 als Gas erzeugende Zusammensetzung und als Dichtung wie in 1 und 2 gezeigt dienen, dann wird das Element 28 bei Betätigung verbraucht, wodurch das Bedürfnis, die Dichtung zu brechen, um die Motorhauben-Hebevorrichtung nach dem Betrieb freizugeben, abgemildert wird. Sollte die Konzipierung erfordern, dass die Dichtung beibehalten werden muss, dann kann die Ausführungsform von 3 verwendet werden, wobei der O-Ring den Druck des in der Motorhauben-Hebevorrichtung erzeugten Gases nach deren Betrieb beibehält. Demgemäß entspricht die vorliegende Erfindung den Kundenanforderungen der Beibehaltung des Drucks des Kolbens für eine vorbestimmte Zeit, wodurch eine Motorhaube im offenen Zustand gehalten wird, oder – im Falle des unmittelbaren Schließens einer Motorhaube nach einem Vorfall – durch Brechen der jeweiligen Druckdichtung.
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Die vorliegend unter Druck stehende lineare Antriebsvorrichtung 10 wird im Betrieb aktiviert, wenn die Zündungsvorrichtung 18 ein Signal von einem Fahrzeugcomputeralgorithmus empfängt, das auf Aufprall, Abbremsen oder andere bekannte geeignete Sensoren reagiert. Wenn der Fußgänger [mit dem Fahrzeug] in Berührung kommt oder kurz davor steht, mit dem zugeordneten Fahrzeug und/oder der Fahrzeugmotorhaube in Berührung zu kommen, erfasst der Algorithmus den bevorstehenden Aufprall und signalisiert der Zündungsvorrichtung, sich zu aktivieren. Bei Aktivierung erregen Hitze- und Druckprodukte der Zündungsvorrichtung 18 die Luft in der Kammer 20, um die Kammer 20 unter Druck zu setzen und dehnen die durch die Verbrennung des Polymers oder Silikons 28 erzeugten Gase aus. Auf diese Weise wird das erste Ende des Kolbens 24 über die Länge des Körpers 12 bis mindestens zu dem zweiten Ende 16 gedrängt. Wenn der Kolben 22 in und entlang der Länge des Gehäuses 12 getrieben wird, dient das zweite Kolbenende 26, das einen größeren Durchmesser als der Rest des Kolbens aufweist, dazu, um die Motorhaube zur Abmilderung von Schäden oder Verletzungen der Fußgänger, die damit in Berührung kommen, anzuheben oder zu erhöhen. Alternativ kann ein Sitzgurtvorspanner auf eine ähnliche, dem Stand der Technik bekannte Art betrieben werden.
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Es ist wiederum ersichtlich, dass die vorliegende Antriebsvorrichtung größtenteils wie dem Stand der Technik bekannt gebildet oder hergestellt werden kann. Das
US-Patent Nr. 6,568,184 lehrt beispielsweise allgemein die Grundstruktur der ersten Ausführungsform und wird vorliegend durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit einbezogen. Der Körper oder das Gehäuse
12 kann gezogen oder anderweitig metallgebildet werden, wie dem Stand der Technik bekannt.
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Es ist weiterhin ersichtlich, dass das Vorstehende lediglich eine ausführliche Beschreibung verschiedener Ausführungsformen dieser Erfindung ist und dass gemäß der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Änderungen an den offenbarten Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne vom Schutz- und Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen. Die vorstehende Beschreibung bezweckt daher nicht die Begrenzung des Schutz- und Geltungsbereichs der Erfindung. Der Schutz- und Geltungsbereich der Erfindung ist anstatt dessen im Sinne des Verständnisses durchschnittlicher Fachleute durch die verschiedenen Äquivalente zu bestimmen.
