DE19734167A1

DE19734167A1 - Gaskissen für statische Stützaufgaben mit einem gehäuselosen, elektrisch angesteuerten und träge ansprecenden Gasgenerator

Info

Publication number: DE19734167A1
Application number: DE1997134167
Authority: DE
Inventors: Gregor Angelow
Original assignee: Gregor Angelow
Current assignee: ANGELOW, GREGOR, 53545 LINZ, DE
Priority date: 1997-08-07
Filing date: 1997-08-07
Publication date: 1999-02-11

Description

Die Erfindung betrifft ein Gaskissen für statische Stützaufgaben mit einem gehäuse losen, elektrisch angesteuerten und träge ansprechenden Gasgenerator.

Wegen der prinzipbedingt trägen Füllung des Gaskissens bezieht sich die Erfindung nicht auf eine Anwendung bei Insassen-Rückhaltesystemen. Es wird ein Ausführungs beispiel der Erfindung mit einem Gaskissen in schlauchförmiger Gestalt als Not schlauch für Fahrzeugreifen beschrieben. Die Erfindung eignet sich aber auch für andere Zwecke, etwa als portabler Schwimm- oder Stützkörper oder als Lasthebevor richtung.

Im Stand der Technik werden überwiegend Gasgeneratoren zur Anwendung bei In sassen-Rückhaltesystemen in Fahrzeugen beschrieben. Hier finden sich als wesentliche Entwicklungsziele ein kontrolliertes, schnelles Ansprechverhalten des Gasgenerators und die Ungiftigkeit von Ausgangs- und Endprodukten der Gaserzeugung. Da sich die vorliegende Erfindung auf ein relativ langsam füllendes Gaskissen bezieht, welches nicht notwendig in unmittelbarer Nähe von Menschen betrieben wird, lassen sich nicht viele der bekannten Merkmale von Gasgeneratoren für Insassen-Rückhaltesysteme für die Aufgabenstellung der Erfindung einsetzen.

Ein Gasgenerator mit einem gestaffelten Druckaufbau für die Füllung eines gefalte ten Gassacks ist in US 3647393 beschrieben. Der Gasgenerator ist hierbei in mehrere Kammern mit Treibstoff unterteilt. Für die Entfaltungsphase des Gassacks wird der Treibstoff in der ersten Kammer gezündet und über Berstkörper nach Erreichen des Berstdrucks der Gassack teilweise gefüllt. Durch den Abbrand der ersten Brennkam mer werden weitere Brennkammern gezündet, die wiederum über Berstkörper nach Erreichen des Berstdrucks den Gassack vollständig füllen.

Neben den Gasgeneratoren mit einer Gaserzeugung durch rein chemische Prozesse werden im Stand der Technik Hybridgeneratoren beschrieben, bei denen durch einen chemischen Prozeß die Freisetzung von Gas aus einem Reservoir, üblicherweise ei nem Druckbehälter, bewirkt wird. Einige Veröffentlichungen befassen sich mit der Aufgabe, die Freisetzungsgeschwindigkeit der Gase zu verringern.

In DE 44 05 997 ist ein Hybridgenerator beschrieben, bei dem die Dichtscheibe eines Hochdruckbehälters ohne Auftreten eines hohen Schalldrucks geöffnet wird. Dies wird durch die Rezeptur des Treibstoffs erreicht, der durch einen Überschuß an oxidie renden Stoffen die Dichtscheibe mit dem chemisch reaktiven Treibgas chemisch und thermisch angreift und kontinuierlich durchtrennt.

Ein Hybridgenerator mit gestaffeltem Druckaufbau ist in US 5078422 beschrieben. Hier wird durch ein elektrisches Auslösesignal über eine Sprengladung der Auslaß eines Druckbehälters geöffnet. Nach Unterschreiten eines Grenzdrucks im Druckbe hälter wird über einen bistabilen Drucksensor im Druckbehälter eine Treibladung gezündet, welche den Gasaustritt beschleunigt.

Ein anderer Bereich ist die Anwendung von Gasgeneratoren zur Energiegewinnung. Ein Gasgenerator, der mit sublimierenden Feststoffen arbeitet, ist in US 3999380 be schrieben. Hier wird ein sublimierender Feststoff mit einer hohen positiven Bildungs enthalpie in einer gasdichten Kammer mit einem Auslaß durch eine Heizung in die Gasform überführt. Die entstehenden Gase mit einer hohen latenten chemischen Ener gie werden anschließend katalytisch zersetzt, wobei die chemische Energie in Wärme konvertiert und damit eine Quelle für heiße Gase entsteht, womit beispielsweise eine Turbine angetrieben werden kann.

Einige Veröffentlichungen beziehen sich spezieller auf die Füllung von Fahrzeugreifen in der Folge von Reifenleckagen. Neben Vorrichtungen mit einer Gaseinspeisung aus Druckbehältern wird auch die Anwendung von Gasgeneratoren vorgeschlagen.

In US 3833041 wird eine Vorrichtung und eine Methode zur Abdichtung und Nach füllung von schlauchlosen Fahrzeugreifen beschrieben. Ein Drucksensor im Reifen innenraum zündet hier über eine Zündvorrichtung einen nicht näher beschriebenen Gasgenerator, dessen heißes Gas einerseits ein im Reifeninnenraum deponiertes Ab dichtungsmittel über den Einfluß der Wärme aktiviert und andererseits den Reifen druck wieder herstellt. Das Reifenventil kann als Sicherheitsventil ausgebildet sein, um einen zu hohen Reifendruck zu verhindern.

Ein Airbag für Kfz-Reifen wird in DE 43 17 324 vorgeschlagen. Hier wird über Regler, Fühler, Steuergerät und Luftgenerator Luft in einen Airbag geblasen, der den Reifen bis zur maximalen Höhe des normalen Umfangs fahrstabil hält. Die Ausführung des Luftgenerators und das Zusammenwirken der Komponenten sind nicht dargelegt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gaskissen relativ lang sam mit einem elektrisch ansteuerbaren Gasgenerator zu füllen. Hierdurch soll ins besondere erreicht werden, daß die Reaktionskraft von aufliegenden Massen oder der Gegendruck von zu verdrängendem, teilweise eingeschlossenem Gas während der Fül lung in einem tolerierbaren Bereich bleiben. Zugunsten eines gewichtssparenden und robusten Aufbaus sollen keine komprimierten Gase in Druckbehältern zum Einsatz kommen. Zudem soll durch niedrige Temperaturen unterhalb 700 K während der Gaserzeugung die Notwendigkeit eines soliden Brennkammergehäuses entfallen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung be schrieben. Das Ausführungsbeispiel beschreibt einen Notschlauch in einem normaler weise schlauchlos betriebenen Fahrzeugreifen, der bei einem Leck im Reifen durch Anlegen einer elektrischen Spannung aus dem Bordnetz des Fahrzeugs aktiviert wird. Bei der Füllung des Notschlauchs kann die zwischen Notschlauch und Reifendecke eingeschlossene Restluft nur durch das Leck und gegebenenfalls durch das geöffnete Reifenventil verdrängt werden, was bei den bekannten selbstzündenden, chemischen Gasgeneratoren mit hoher Abbrandgeschwindigkeit eine große Belastung der Reifen decke zur Folge hätte.

Fig. 1 zeigt die Vorrichtung in Aufsicht mit einem schrägen Einschnitt. Dabei ist das Gaskissen (1) der besseren Erkennbarkeit wegen in gefülltem Zustand dargestellt. Im tatsächlichen Ausgangszustand ist das Gaskissen zusammengefaltet und liegt radial direkt auf der Isolierung (6) auf.

Die lastaufnehmende Außenhaut (1) der Hülle ist aus Polyamidgewebe hergestellt und ist zur Gasabdichtung innen mit einem Schlauch (2) aus nahtlos gezogener Polyesterfolie kaschiert. Die Enden der schlauchförmigen Hülle werden werden jeweils mit einer Klammerung (3) gasdicht verschlossen, wobei jeweils ein elektrisches An schlußkabel (7) für den Gasgenerator mitgefaßt wird. Der Gasgenerator besteht aus einem gewendelten Heizdraht (4) entlang der Mittelachse des Schlauchs. Die Treib ladung (5) besteht aus Azodicarbonsäurediamid, welches um den Heizdraht gepreßt ist. Alternativ kann die Treibladung pelletiert und in einem Heizstrumpf eingeschlos sen werden. Die Menge der Treibladung ist auf das Volumen des Gaskissens und den gewünschten Enddruck abgestimmt. Als Einschluß für die Treibladung und als ther mische Isolierung der gasdichten Hülle sind mehrere Lagen gewebte Glasseide auf der Treibladung aufgebracht (6). Die gasdichte Hülle (1) wird vor dem Verschließen ein gefaltet und evakuiert und liegt auf der Isolierung (6) auf. Die entstehende Bandage ist in der Mitte etwa 15 mm dick und kann entlang des Felgenbetts fixiert werden. Ei ne Ausführungsform für die elektrische Ansteuerung ist in DE 197 13 021 beschrieben. Das Ansprechverhalten des Gasgenerators wird überwiegend durch die Heizleistung des Heizkörpers bestimmt und liegt typischerweise im Bereich weniger Minuten bis zum Erreichen des Enddrucks.

Claims

1. Gaskissen für statische Stützaufgaben mit einem gehäuselosen, elektrisch ange steuerten und träge ansprechenden Gasgenerator, umfassend

a) eine gasdichte und in wesentlichen Teilen ihrer flächigen Erstreckung flexible oder elastische Hülle (1) und
b) einen Gasgenerator im Innenraum der Hülle,
dadurch gekennzeichnet, daß
c) die gasdichte Hülle (1) mindestens zwei elektrisch voneinander isolierte und gasdichte Durchführungen (3) für elektrischen Strom enthält und
d) daß im Innenraum der gasdichten Hülle mindestens ein elektrisches Heizele ment (4) mit jeweils zwei der Durchführungen (3) für elektrischen Strom elektrisch leitend verbunden ist und
e) daß im Innenraum der gasdichten Hülle mindestens eine Treibladung (5) in Form eines Feststoffs eingebracht ist und
f) daß jeder Teil der Treibladung (5), der zur Gaserzeugung beiträgt, an das Heizelement (4) thermisch gekoppelt ist und
g) daß der gaserzeugende Teil der Treibladung (5) oberhalb einer Grenztempe ratur Gase mit einer Erzeugungsrate in der Summe größer 0,01 Mol/s pro Kilogramm gaserzeugendem Feststoff abspaltet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasgenerator die Gase mit einer Erzeugungsrate in der Summe kleiner als 30 Mol/s pro Ki logramm gaserzeugendem Feststoff freisetzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aggregat aus Heizelement (4) und Treibladung (5) von einer gasdurchlässigen thermischen Isolierung (6) umgeben ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Aggre gat aus Heizelement (4) und Treibladung (5) oder aus Heizelement (4), Treib ladung (5) und thermischer Isolierung (6) ohne Beeinträchtigung der Funkti onsfähigkeit in mindestens einer Schnittebene durch das Aggregat bis zu einem kleinsten Krümmungsradius von 0,12 m flexibel ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Hülle (1) aus gasdicht kaschiertem Polyamidgewebe besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Hülle (1) aus gasdicht kaschiertem Polyestergewebe besteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Hülle (1) aus gasdicht kaschiertem Polyaramidgewebe besteht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Hülle (1) aus gasdicht kaschiertem Glasgewebe besteht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Hülle (1) Naturkautschuk enthält.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Hülle (1) Butylkautschuk enthält.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Hülle (1) Silikonharz enthält.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Hülle (1) Silikonkautschuk enthält.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Hülle (1) Polyurethan enthält.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Hülle (1) Polytetrafluorethylen enthält.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenztempera tur der Treibladung, ab der eine thermische Zersetzung beginnt, zwischen 420 K und 700 K liegt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibladung Gase enthaltend N_xO_y erzeugt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibladung Gase enthaltend NH₃ erzeugt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibladung Gase enthaltend CO_x erzeugt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibladung Gase enthaltend C_xH_y erzeugt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibladung Gase enthaltend SO_x erzeugt.

21. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibladung Gase enthaltend O₂ erzeugt.

22. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibladung Gase enthaltend Halogene erzeugt.

23. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibladung Ammoniumperchlorat enthält.

24. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibladung Azodicarbonsäurediamid enthält.