DE3933555C1 - Vehicle safety bag inflation change - is flat with slow-burning outer section ignited first and surrounding fast-burning central section - Google Patents

Vehicle safety bag inflation change - is flat with slow-burning outer section ignited first and surrounding fast-burning central section

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    • B60R21/16Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/26Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow
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    • C06D5/06Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets by reaction of two or more solids

Description

Die Erfindung betrifft eine Treibladung für einen Airbag-Gasgenerator, bestehend aus verschiedenen, fest aufeinander haftenden Granulatschichten, deren Verbrennung von außen nach innen mit wachsender Geschwindigkeit erfolgt.
Aus der DE-PS 97 690 ist eine Treibladung für Schießwaffen oder Geschütze bekanntgeworden, die aus verschiedenen Pulverschichten zusammengewalzt, -gepreßt oder -geklebt wird, so daß eine bestimmte Form - wie beispielsweise Blattform oder Röhrenform - entsteht. Dadurch soll erreicht werden, daß die äußeren Schichten des Pulvers verhältnismäßig langsamer und die inneren verhältnismäßig schneller verbrennen, wodurch der Druck in der Pulverkammer und den benachbarten Teilen der Schieß­ waffe gemäßigt wird. Es wird jedoch kein Hinweis gegeben, wie ein bestimmter Druckverlauf einstellbar ist.
Darüber hinaus sind vielfache Ausführungen von gaserzeugenden Treibla­ dungen zur Anwendung bei Kraftfahrzeuginsassen-Schutzvorrichtungen wie dem Airbag bekanntgeworden. Sie erfüllen die Aufgabe, den Luftsack innerhalb etwa 40 ms nach der Auslösung aufzublasen.
In der DE-OS 23 48 644 ist eine Treibladung beschrieben, die eine Tablettenform mit ovalem Querschnitt und einem inerten Kern aufweist. Durch die vergrößerte Oberfläche werden die bisher gewünschten Abbrand­ zeiten erreicht. In der Weiterentwicklung hat sich jedoch das Problem ergeben, daß bei bestimmten Auslösefällen ein schneller Druckanstieg, d. h. innerhalb etwa 40 ms werden etwa 90% des Maximaldruckes erreicht, gar nicht erwünscht ist. Vielmehr soll der Druck innerhalb der ersten 20 ms auf 10 . . . 30% des Maximaldruckes ansteigen und dann innerhalb weiterer 20 . . . 40 ms etwa den Maximaldruck erreichen. Dieses unter der Bezeichnung "onset" bekannte zeitabhängige Druckanstiegsverhalten der Treibladung wird jedoch durch die bekannte Treibladung nicht erfüllt.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, diesen vorgenannten Nachteil zu vermeiden.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß sowohl der Kern als auch die den Kern umgebende Hülle der Tablette aus Treibstoffgranulat gepreßt sind, wobei der Kern aus schnell abbrennendem Treibstoffgranulat mit einer Korngröße von 0,2-0,8 µm, vorzugsweise von etwa 0,5 µm Durchmesser und die Hülle aus einem langsamer abbrennenden Treibstoff­ granulat mit einer Korngröße von 0,8-4 µm, vorzugsweise 1-3 µm Durchmesser besteht. Vorzugsweise sind die Massen­ anteile des Kerns und der Hülle etwa gleich groß.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Airbag nach der Aus­ lösung zunächst sich nur langsam entfaltet und erst dann auf die benötigte Größe und Härte aufgeblasen wird. Dadurch werden bei nahe am Airbag befindlichen Insassen schwere Verletzungen vermieden, die bei herkömmlichen Treibladungen durch das rasche Entfalten des Luftsackes aufgrund der großen freigesetzten Energie auftreten können.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 den Verlauf des Druckanstieges über der Zeit;
Fig. 2 einen Schnitt durch die Treibladung.
In der Fig. 1 sind zwei verschiedene Kurvenformen des Druckverlaufes einer gaserzeugenden Treibladung vom Anzündzeitpunkt bis zum Erreichen des Maximaldruckes dargestellt. Die gestrichelt gezeichnete Kurve stellt den Verlauf der Druckentwicklung bei herkömmlichen Treibladungen dar. Dabei ist der rasche Druckanstieg unmittelbar nach der Anzündung der gerade vermieden werden soll, gut zu erkennen.
Die durchgezogene Linie in Fig. 1 zeigt die Druckanstiegskurve einer Treibladung gemäß der Erfindung, die nach der Anzündung zunächst einen sanften Druckanstieg auf 10-30% des Maximaldruckes innerhalb etwa 20 ms aufweist. Dadurch wird der Luftsack nicht plötzlich aufgeblasen, sondern er entfaltet sich langsam und erhält den für die Schutzfunktion notwendigen Innendruck erst in der zweiten Phase des Aufblasvorganges. Diese zweite Phase erstreckt sich im Zeitbereich von 20 ms bis 40-60 ms nach der Anzündung und ist gekennzeichnet durch einen raschen Druckanstieg bis auf etwa 90% des Maximaldruckes.
Erzielt wird der verzögerte Verlauf durch einen Aufbau der Treibladungs­ tabletten wie er in Fig. 2 vereinfacht dargestellt ist. Sowohl der Kern K als auch die Hülle H der Tablette zeigen einen rechteckigen Quer­ schnitt. Diese Form kann je nach den gestellten Anforderungen auch variieren, da es bekannt ist, daß das Abbrandverhalten mittels der spezifischen Oberfläche beeinflußbar ist.
Der Kern K ist aus einem Treibstoff bekannter Art gepreßt und weist für sich etwa die gleichen Abbrandeigenschaften wie herkömmlicher Treib­ stoff auf. Die Hülle H besteht ebenfalls aus Treibstoff bekannter Art. Sie unterscheidet sich jedoch vom Kern dadurch, daß die Korngröße des Treibstoffes etwa den 2-6fachen Durchmesser der Korngröße des im Kern verwendeten Treibstoffes aufweist. Entsprechend dem größeren Durchmesser sinkt die nutzbare Oberfläche bezogen auf die Masse der Körner. Damit sinkt ebenfalls die Abbrandgeschwindigkeit. Dies führt dazu, daß nach der Anzündung der Druck im Luftsack solange langsam ansteigt, wie der Treibstoff der Hülle H abbrennt. Erst wenn der Treibstoff des Kerns K wirksam wird, steigt der Druck entsprechend schneller an.
Als übliche Korngröße wird im Kern ein Durchmesser von etwa 0,5 µm verwendet, in der Hülle dagegen ein Durchmesser von 1 . . . 3 µm, wobei je nach gewünschter bzw. geforderter Abbrandcharakteristik die Korngröße der Hülle verkleinert (schnellerer Abbrand) oder vergrößert (langsameres Brennen) wird. Das Verhältnis der Masse des Kerns zur Masse der Hülle liegt zwischen 0,5 bis 2, vorzugsweise bei eins. Durch Variation des Massenverhältnisses kann ebenfalls das Abbrandverhalten beeinflußt werden.

Claims (2)

1. Treibladung für einen Airbag-Gasgenerator, bestehend aus verschiedenen, fest aufeinander haftenden Granulatschichten, deren Verbrennung von außen nach innen mit wachsender Geschwindigkeit erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibladung als tabletten­ förmiger Körper (T) geformt ist, der aus einem Kern (K) und einer den Kern umgebenden Hülle (H) besteht, und daß der Kern (K) aus schnell abbrennendem Treibstoffgranulat mit einer Korngröße von 0,2-0,8 µm, vorzugsweise von etwa 0,5 µm Durchmesser und die Hülle (4) aus einem langsamer abbrennenden Treibstoffgranulat mit einer Korngröße von 0,8-4 µm, vorzugsweise 1-3 µm Durchmesser besteht.
2. Treibladung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Masse des Kerns zur Masse der Hülle im Bereich von 0,5 bis 2, vorzugsweise etwa bei 1 liegt.
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