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Die vorliegende Erfindung betrifft Drucksensorbeutel,
die in Airbagsystemen in Transportfahrzeugen und bei
anderen Druckerfassungsanwendungen verwendet werden
können. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung
"intelligente" Airbagsysteme, die den Airbag
abschalten, wenn eine Insassenposition in einem
Fahrzeug unbesetzt oder von einem Kind besetzt ist.
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Airbags sind heutzutage weit verbreitet und von
zahlreichen Regierungen auf der ganzen Welt zwingend
vorgeschrieben worden. Kürzlich wurde entdeckt, daß
Airbagsysteme bei konventionellem Einsatz Säuglinge und
Kleinkinder schwer verletzen oder sogar töten können.
Aus diesem Grund sahen sich viele Hersteller veranlaßt,
Sicherheitsausschalter zur Abschaltung des Beifahrer-
Airbags anzubieten. Wird der Airbag jedoch
abgeschaltet, wenn eine Person mit normaler Größe und
normalem Gewicht auf dem Beifahrersitz sitzt, wird
jedoch der Zweck der Airbagausstattung nicht mehr
erfüllt, was im Fall einer Kollision zu Verletzungen
führen kann. Daher werden gerade sogenannte
"intelligente" Airbagsysteme entwickelt, die die
Abwesenheit eines Insassen oder die Abwesenheit eines
Insassen mit ausreichendem Gewicht feststellen können.
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Bei "intelligenten" Systemen kann die Desaktivierung
durch Überwachung des auf die Sitzelemente ausgeübten
Drucks mit Hilfe eines druckempfindlichen Schalters
oder Bauelements mit äquivalenter Funktion, der in
einer Fluid enthaltenden Blase gehalten wird oder
dieser zugeordnet ist, erreicht werden. Die Fluid
enthaltende Blase ist zur Übertragung von Kräften auf
den druckempfindlichen Schalter von einer großen
Sitzfläche erforderlich, da der Beifahrer nicht
unbedingt immer in der gleichen Position sitzt.
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Die Wahl des Fluids für die Fluid enthaltende Blase
unterliegt zahlreichen Beschränkungen. Wasser und viele
andere Fluide kommen nicht in Betracht, da sie entweder
bei niedrigen Temperaturen in den festen Zustand
übergehen und somit den Druck nicht mehr einheitlich
durch die Blase auf den druckempfindlichen Aufnehmer
übertragen können oder über die vorgesehenen
Einsatztemperaturen eine merkliche Viskositätsänderung zeigen,
die zu einer großen Variation des
Druckübertragungsreaktionsverhaltens führt. Einige Fluide, die ansonsten
geeignet wären, sind chemisch reaktiv oder beim
Verschlucken gesundheitsschädlich. Daher wurden als
Druckübertragungsfluide Organopolysiloxan-Fluide
vorgeschlagen, die die wünschenswerten Eigenschaften
chemische Inertheit, niedriger Festpunkt, geringe
Toxizität und weitgehend konstante
Viskosität/Temperatur-Profile aufweisen.
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Silicon-Fluide weisen zwar wünschenwerte Eigenschaften
als Druckübertragungsmedien auf, sind aber mit mehreren
schweren Nachteilen behaftet. Wenn eine mit Silicon-
Fluid gefüllte Blase durchstochen wird oder reißt,
entweder infolge von unbeabsichtigem Durchbohren mit
einem scharfen Gegenstand oder aufgrund einer
Kollision, läuft der Blaseninhalt aus. Dieses Auslaufen
ist mehr als eine geringfügige Unannehmlichkeit. Die
Silicon-Fluide sind sehr persistent und lassen sich von
Schaumstoffkissen, Verkleidungen usw. nur schwer oder
gar nicht entfernen. Von noch größerer Bedeutung ist,
daß die Silicon-Fluide schon in außergewöhnlich kleinen
Mengen extreme Schwierigkeiten bei der
Reparaturlackierung verursachen.
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So muß man möglicherweise beim Reißen einer
Druckübertragungsblase und Verlust von Fluid die
gesamten lackierbaren Oberflächenbereiche des Autos mit
Lösungsmittel und scharfen Reinigungsmitteln waschen,
oftmals in manuellen und maschinellen Verfahren, damit
Kollisionsbereiche erfolgreich reparaturlackiert werden
können. Aufgrund dieser Eigenschaften von Silicon-
Fluiden, die gut dokumentiert sind, werden Bauelemente,
bei denen Silicon-Fluide zum Einsatz kommen, häufig
völlig aus Automontagefabriken verbannt.
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Der wichtigste Nachteil der Verwendung von Silicon-
Fluiden besteht jedoch darin, daß im Fall von kleinen
Löchern das gesamte Fluid aus dem Beutel austreten kann
und der Drucksensor arbeitsunfähig wird, was den
Beifahrer in eine gefährliche Situation bringt.
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In der Schrift DE-U-29 72 0363, auf der die Oberbegriffe
der Ansprüche 1 und 2 beruhen, wird ein intelligentes
Airbagsystem mit einem gewichtsempfindlichen
Druckerfassungsbauelement mit einem Drucksensor, der einem
Beutel bzw. einer Hülle zugeordnet ist, beschrieben.
Der Beutel enthält ein gelförmiges
Druckübertragungsmedium.
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In der US-A-4993265 wird die Verwendung eines Silicon-
Gels als Druckübertragungsmedium in einem
Druckerfassungsbauelement beschrieben.
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Es wäre wünschenswert, eine Blase für ein Airbagsystem
bereitzustellen, die die wünschenswerten
Temperatur/Viskosität-Profile von Silicon-Fluiden
aufweist, aber nicht mit den mit Silicon-Fluide
enthaltenden Blasen verbundenen Problemen behaftet ist.
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Die vorliegende Erfindung ist in den Ansprüchen
definiert.
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Weiche Organopolysiloxan-Gele liefern ein annehmbares
Druckübertragungsvermögen und besitzen zugleich
Viskosität/Temperatur-Profile, die zur Verwendung in
intelligenten Airbagsystemen geeignet sind. Da das Gel
verformbar, aber dreidimensional stabil ist, kann es
Druck übertragen, läuft aber beim Durchstoßen oder
Reißen der Blase nicht daraus aus.
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Fig. 1 (a) zeigt ein Modell eines intelligenten Airbagsystems
mit einem mit Organopolysiloxan-Gel gefüllten
Sensorbeutel in Draufsicht.
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Fig. 1(b) zeigt ein Modell eines intelligenten
Airbagsystems mit einem mit Organopolysiloxan-Gel gefüllten
Sensorbeutel in Unteransicht.
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Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines
Sensorbeutels, der zur Verwendung in einem
intelligenten Airbagsystem geeignet ist.
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Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch 3-3 aus Fig. 2.
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Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch 4-4 aus Fig. 2.
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Die erfindungsgemäßen Organopolysiloxan-Gele müssen
insofern stabil sein, als sie keinen wesentlichen
Flüssigkeitsverlauf zeigen, der zu ihrer allmählichen
Ausbreitung über eine große Fläche führen würde,
sondern statt dessen verhältnismäßig stabil, aber
deformierbar sind. Die Gele müssen eine so hohe
"Weichheit" oder "Deformierbarkeit" aufweisen, daß sie
Druck über die Blase auf den Drucksensor übertragen
können, wobei sie sich in dieser Hinsicht wie ein Fluid
verhalten.
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Es wurde überraschenderweise entdeckt, daß
Organopolysiloxan-Gele mit einer als Texturanalysewert
ausgedrückten Steifigkeit von weniger als 40 g
hydrodynamischen Druck in einer Blase zweckmäßig
übertragen, aber keinen Flüssigkeitsverlauf zeigen. Die
Gele werden beim Einschluß in eine deformierbare Blase
vorzugsweise aus einer Blase mit einem 0,5 mm großen
Loch bei Belastung der Blase mit einer Masse von 10 kg
bei unversperrtem Loch nicht weitgehend als Strang
ausgestoßen. Vorzugsweise besitzt das Gel beide dieser
physikalischen Eigenschaften.
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Der Texturanalysewert ist ein dem Fachmann auf dem
Gebit der Organopolysiloxan-Gele gut bekanntes Maß für
die Gelkonsistenz. Der Texturanalysewert wird durch
Messen der zum Einsetzen einer Sende in ein Gel
erforderlichen Kraft abgeschätzt. Die Kraft wird in
Masseneinheiten (g) angegeben, was die zum
Hineinschieben der Sonde bis 10 mm unter die Oberfläche
erforderliche Höchstkraft wiedergibt.
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Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung erfolgt keine
einheitliche Druckübertragung durch das Gel, wenn das
Gel zu steif ist. Vielmehr wird ein anisotropes System
erzeugt, in dem der auf das Druckerfassungsbauelement
übertragene Druck mit Variation der Position des
Insassen im Fahrzeugsitz stark variiert. Mit derartigen
Systemen wäre keine zuverlässige und reproduzierbare
Feststellung der Gegenwart eines Insassen mit einem
über einem gewählten Cutoff-Wert liegenden Gewicht
möglich. Verwendet man dagegen anstelle eines Gels eine
viskose Flüssigkeit, so kann diese aus dem Beutel
ausgestoßen werden, wenn letzterer ein Loch aufweist,
oder sich im Fall eines gerissenen Beutels in
benachbarte Bauelemente ausbreiten und wird nicht an
dem von den Beutel eingenommenen Ort mehr oder weniger
intakt gehalten. Daher muß es sich bei dem
Druckübertragungsmedium um ein Gel handeln. Geeignete Gele
haben einen Texturanalysewert von weniger als 40 g,
vorzugsweise unter 30 g, vorteilhafterweise unter 20 g
und ganz besonders bevorzugt unter 10 g. Gleichzeitig
ist das Gel vorteilhafterweise so kohäsiv, daß es
gegenüber weitgehender Ausstoßung aus einem 0,5 mm
großen Loch in dem Beutel bei Belastung des Beutels mit
dem durch eine auf dem Beutel ruhende Masse von 10 kg
erzeugten Druck beständig ist. Vorzugsweise tritt unter
diesen Bedingungen aus Lochgrößen von 1 mm oder darüber
keine Ausstoßung auf. Unter "weitgehend" ist zu
verstehen, daß unter den obigen Bedingungen über einen
Zeitraum von zwei Tagen nicht mehr als 10 g oder 20 g
Gel ausgestoßen werden. Da es sich bei dem
Organopolysiloxan um ein Gel handelt, bleibt jegliches
ausgestoßene Gel natürlich am Ort des Beutels. In
vielen derartigen Systemen tritt das Gel nach
zeitweiliger Ausstoßung aus einem Riß oder Loch unter
Druck bei Aufhebung des Drucks wieder in das Loch ein.
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Die Organopolysiloxan-Gele können nach einem beliebigen
zweckmäßigen Verfahren, das dem Fachmann auf dem Gebiet
der Organopolysiloxane geläufig ist, hergestellt
werden. Bei den Gelen handelt es sich im allgemeinen um
vernetzte Systeme mit interaktiven Organopolysiloxanen,
deren reaktive Funktionalitäten im Durchschnitt über
2,0 liegen. Beispiele für reaktive Organopolysiloxan-
Systeme sind additionsvernetzbare Systeme, die
Organopolysiloxane mit ungesättigten
Kohlenwasserstoffgruppen, wie Vinyl, Allyl, Propenyl, Hexenyl,
Vinylether und dergleichen, und ein Si-H-funktionelles
Organopolysiloxan enthalten. Zur Härtung von
additionsvernetzbaren Systemen ist im allgemeinen ein
Hydrosilylierungskatalysator erforderlich. Bevorzugte
Hydrosilylierungskatalysatoren sind Platinverbindungen,
wie sie dem Fachmann gut bekannt sind. Die
Additionsvernetzung kann auch durch Verwendung von Si-
H-funktionellen Organopolysiloxanen und anderen
ungesättigten Verbindungen, z. B. Alkenen, Alkadienen,
Diacrylaten, Bisacrylamiden und dergleichen, erreicht
werden. Vorzugsweise sind mindestens 30 Gewichtsprozent
der vernetzbaren Spezies Organopolysiloxane, damit die
Temperaturabhängigkeit der Geleigenschaften auf ein
Minimum reduziert wird.
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Die Gele können auch aus kondensationsvernetzbaren
Systemen hergestellt werden. Hierzu gehören
Organopolysiloxane mit Halogengruppen, Hydroxylgruppen,
Alkoxygruppen, Acetoxygruppen und anderen
kondensierbaren Gruppen. Zur Erleichterung der Kondensation
können Kondensationskatalysatoren, wie verschiedene
zinnorganische Verbindungen, eingesetzt werden.
Gefüllte Systeme, wie solche mit Verdickern, wie
pyrogener Kieselsäure und dergleichen, können ebenfalls
in Betracht kommen. Wenngleich Gele auf
Polydimethylsiloxan-Basis aus wirtschaftlichen Gründen bevorzugt
sein können, können vom Standpunkt der
Reparaturlackierung Polymethylphenylsiloxane und ähnliche
Siloxane, die auch Benzyl- oder langekettige
Alkylgruppen enthalten, bevorzugt sein.
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Die Organopolysiloxangruppen im Gel sind nicht
kritisch. Vorzugsweise handelt es sich bei dem größten
Teil der difunktionellen Siloxygruppen um
Dimethylsiloxy, Diethylsiloxy, Methylphenylsiloxy und
dergleichen. Im allgemeinen sind Dialkyl-, Diaryl- und
Alkyl/Aryldiorganosiloxangruppierungen bevorzugt. Wenn
ein Teil der organischen Substituenten hydrophob ist,
d. h. Benzyl, Nonylphenyl, Aralkyl oder langkettiges
Alkyl, und/oder es sich dabei um
Kohlenwasserstoffgruppierungen mit Gruppen wie -NH&sub2;, -NHR, -NR&sub2;, SH und
SR, worin R für eine gegebenenfalls Heteroatome
enthaltende Kohlenwasserstoffgruppe und vorzugsweise C&sub1;-
&sub2;&sub0;-Alkyl oder C&sub6;&submin;&sub2;&sub0;-Arylgruppen steht, handelt, stören
die Silicone möglicherweise selbst dann die
Lackierbarkeit nicht wesentlich, wenn sie über den Ort
des Sitzkissens hinaus gelassen werden.
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Die spezielle Art von Organopolysiloxan-Gel ist nicht
so wichtig wie die physikalischen Eigenschaften, d. h.
der Texturanalysewert, das Nichtausgestoßenwerden aus
kleinen Öffnungen bei moderaten bis niedrigen
Temperaturen und das Viskosität/Temperatur-Profil.
Daher kommen praktisch alle Organopolysiloxan-Gele mit
den notwendigen physikalischen Eigenschaften in
Betracht. Es hat sich als besonders zweckmäßig
herausgestellt, ein aus einem wesentlichen Teil eines
nichtreaktiven Fluids, beispielsweise eines mit
Trimethylsilylgruppen terminierten Polydimethylsiloxan-
Fluids, hergestelles Gel einzusetzen. In derartigen
Zusammensetzungen können weniger als 30% reaktive
Polymere, vorzugsweise weniger als 20% und ganz
besonders bevorzugt im Bereich von 1-17% verwendet
werden, wobei es sich bei diesen Prozentangaben um
Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des
Gels, handelt. Gele können beispielsweise nach
Verfahren hergestellt werden, die in zahlreichen
Patentschriften beschrieben sind, beispielsweise in den
US-Patentschriften 5,654,362, 5,760,116 und 5,811,487,
auf die hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird.
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Der Vernetzungsgrad im Gel kann so eingestellt werden,
daß man den gewünschten Texturanalysewert, die
gewünschte Viskosität/Temperatur-Beziehung und das
gewünschte Extrusionsverhalten erhält. Da es sich bei
den erfindungegemäßen Systemen um Gele handelt, kann
der Begriff "Viskosität" etwas irreführend sein. Im
Sinne der vorliegenden Erfindung beziehen sich die
ähnlichen Begriffe "Viskosität" und
"Viskosität/Temperatur-Profil" auf den Texturanalysewert und dessen
Änderung mit der Temperatur. Es ist wünschenswert, daß
sich dieser Wert möglichst wenig ändert, wenn die
Temperatur von wesentlich unter dem Gefrierpunkt (0ºC)
bis zu Temperaturen in der Nähe von 30ºC oder darüber
variiert.
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Es hat sich herausgestellt, daß die
Druckübertragungsfähigkeit des Gels mit zunehmender Steifigkeit weniger
isotrop wird. Insbesondere wenn der Drucksensor
senkrecht zum Druckkraftvektor angeordnet ist, wird es
immer schwieriger, zwischen Drücken zu unterscheiden,
die von keiner oder einer geringen Masse und einer
höheren Masse erzeugt werden. Ein Gel hat seine anhand
des Texturanalysewerts bestimmte "isotrope
Steifigkeitsgrenze" erreicht, wenn der Output des Drucksensors
nicht mehr in der Lage ist, zwischen einem unbelasteten
Zustand und dem durch eine Masse von 1,5 kg, die an
einer von dem Sensor entfernt gelegenen Stelle
einwirkt, verursachten belasteten Zustand zu
unterscheiden. Dieser isotropen Steifigkeitsgrenze muß
über einen Bereich von Arbeitstemperaturen entsprochen
werden. Bei einem praktischen Test mißt man den
Unterschied zwischen der belasteten und unbelasteten
Reaktion bei Bedingungen unter Null und
Umgebungsbedingungen (in der Nähe von Normalbedingungen), d.h.
bei -40ºC und +22ºC. Im allgemeinen nimmt die
Gelsteifigkeit bei wesentlich höheren Temperaturen ab,
so daß sich Messungen bei erhöhten Temperaturen in der
Regel erübrigen. Beispielsweise wurde gefunden, daß
Gele mit einem Texturanalysewert von 30 g den
Unterschied zwischen der belasteten und unbelasteten
Reaktion auf einen Bereich von etwa 0,02-0,03 Prozent
begrenzen. Für Systeme mit dieser oder höherer
Steifigkeit kann die Verwendung von zwei oder mehr
Sensoren ratsam sein. Gele mit einem Texturanalysewert
von etwa 40 g liegen bei einem einzigen modernen Sensor
im Grenzbereich der Steifigkeit. Gele mit dieser oder
höherer Steifigkeit können jedoch mit mehreren Sensoren
oder mit Sensoren verbesserter. Bauart eingesetzt
werden. Die tatsächliche Obergrenze der Steifigkeit
wird nicht durch einen festgelegten Steifigkeitswert,
sondern durch die Unfähigkeit, ein statistisch
zuverlässiges druckdifferenzierendes
(gewichtsdifferenzierendes) Signal zwischen belastetem und
unbelastetem Zustand zu erreichen, diktiert.
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Die Sensoren und Sensorbeutel sind durchaus üblich und
dem Fachmann bekannt. Brauchbare Sensoren können einen
druckabhängigen Spannungs-, Strom-, Widerstands-,
Kapazitäts-, Induktions-, Frequenz-, Digitalausgabewert
oder dergleichen erzeugen. Der Sensor an sich und die
mit ihrer Verwendung assoziierte Elektronik bilden
keinen Teil der vorliegenden Erfindung. Wahrscheinlich
werden von Herstellern eigens dafür vorgesehene,
einzigartige Sensoren entwickelt werden, wenn
intelligente Systeme handelsüblich werden. Ein
geeigneter Sensor, der in den vorliegenden Beispielen
verwendet wird, ist ein MAP-Sensor (MAP = Manifold
Absolute Pressure), der von zahlreichen Herstellern
erhältlich ist. Bei diesem verwendeten speziellen
Sensor handelte es sich um einen MAP-Sensor für einen
1987er Chevrolet Cavalier, der offenbar immer noch in
aktuellen Automodellen verwendet wird. Bei diesem MAP-
Sensor handelt es sich um eine druckempfindliche
Scheibe, die den Einlaßkanaldruck in ein
Spannungssignal umwandelt. Andere Sensoren, beispielsweise die
in einigen Autos der Ford Motor Company verwendete
Sensoren, erzeugen anstelle eines Signals mit
variierender Spannung ein Signal mit variierender
Frequenz.
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Der Sensorbeutel selbst kann aus einem beliebigen
Material gefertigt sein, das auslaufdicht versiegelt
werden kann. Zur Versiegelung des Gels im Beutel kommen
Heißsiegeln, Versiegeln mit Hilfe vor. Haftklebstoffen,
Schmelzklebstoffen oder Kontaktklebstoffen und
dergleichen in Betracht. In Betracht kommen aber auch
Schraubverschlüsse usw. In den vorliegenden Beispielen
wird zur Versiegelung des Beutelinhalts ein härtbarer
Siliconklebstoff verwendet. In der Produktion würde
jedoch wahrscheinlich die Heißsiegelung zur Anwendung
kommen.
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Bei dem Beutelmaterial kann es sich um Polyethylen,
Polypropylen, Polyolefine im allgemeinen, Polyamid,
Polyester, Polyetherketon, Polyethersulfon, Polyurethan
oder einen anderen flexiblen Thermoplast handeln. Die
Beutelwände können verstärkt sein, beispielsweise unter
Verwendung eines zwei-, drei- oder mehrschichtigen
Aufbaus, bei dem es sich bei einer Schicht um eine
durchstoßfeste Schicht, wie gewebte oder ungewebte
Fasern, z. B. Glasfasergewebe, gewebtes Polypropylen
oder ungewebtes Polypropylen, z. B. Tyvek®, handelt. Im
Fall von Materialien wie dem letztgenannten kann es
aufgrund der sehr kleinen maximalen Lochgröße in dem
gewebten (oder für andere Materialien ungewebten)
Material möglich sein, daß die gesamte Konstruktion aus
diesem Material besteht, da die kleinen Löcher das Gel
nicht austreten lassen. Sensordrähte können nach
Standardverfahren durch die Einfüllöffnung oder durch
Seitenwände heißgesiegelt werden.
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Für die Praxis ist beabsichtigt, daß der Sensorbeutel
verhältnismäßig flach ist und ein diskontinuierliches
heißgesiegeltes Muster, das gegenüberliegende Seiten
miteinander verbindet, aufweist, das Festigkeit
verleiht, aber die Übertragung von Druck über die
gesamte Oberfläche erlaubt. Luft wird vorzusweise aus
dem Beutel entfernt. Bei Verwendung derartiger Beutel
ist es in kommerziellem Sinne notwendig, daß das
eingefüllte Fluid vor der Härtung eine fließfähige
Viskosität aufweist, damit eine vollständige Befüllung
ohne Einschluß von Luft und ohne übermäßig lange
Füllzeiten gewährleistet ist.
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Wenngleich der Fachmann die vorliegende Erfindung auch
ohne Bezugnahme auf Zeichnungen versteht, dienen die
Fig. 1 und 2 zur Erläuterung des Systems. In den
Fig. 1(a) und 1(b) steht der Drucksensor 1 über den
Nippel 5 mit dem Inneren des Sensorbeutels 2 in
Verbindung. Sowohl der Sensorbeutel 2, der Durchgang im
Nippel 5 als auch das Innere des Drucksensors 1 sind
mit Organopolysiloxan-Gel 7 gefüllt. Bei Aufbringen von
Druck in Form einer Masse 9 auf einen Teil 11 des
Beutels an einer von dem Sensor 1 entfernt gelegenen
Stelle muß das Gel 7 eine solche Konsistenz aufweisen,
daß Druck durch das Gel zum Sensor 1 übermittelt werden
kann, um eine zuverlässige Reaktion hervorzurufen. Bei
dieser Ausführungsform sind elektrische Signalleitungen
13, 15 außerhalb des Beutels angeordnet und brauchen
daher nicht umhüllt zu werden. Die Singalleitungen 13,
15 sind mit einer entsprechenden Sensorschaltung
verbunden, die keinen Teil der vorliegenden Erfindung
bildet und vom Fachmann leicht anzufertigen ist.
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Fig. 2 veranschaulicht eine bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit allen Bauelementen der
Fig. 1 mit analoger Bezeichnung. In Fig. 2 ist der
Drucksensor 1 jedoch durch einen im Beutelhohlraum
angeordneten, anwendungsspezifischen Sensor 6 ersetzt
worden. Bei dem Sensor 6 kann es sich lediglich um den
aktiven Teil von Sensor 1 abzüglich des zugehörigen
Nippels und mit nur so viel "Gehäuse", daß der Sensor
gegen Bruch beständig ist, handeln. Die Signalleitungen
13, 15 treten durch den versiegelten Teil 17, der vor
der Versiegelung auch als Einfüllöffnung für das
ungehärtete Organopolysiloxan-Gel gedient hat, aus dem
Beutel aus. Der Beutel in Fig. 2 wurde an Stellen 19
gecrimpt oder heißgesiegelt, um einen planareren, etwas
stabileren und bruchbeständigeren Beutel zu liefern. An
den Stellen 19 ist die Oberseite mit der Unterseite
versiegelt worden. Die Versiegelungsstellen 19 können
regelmäßig oder statistisch, kanalartig usw. angeordnet
sein, solange die Fähigkeit des Gels, durch den Beutel
Druck zu übertragen, nicht beeinträchtigt wird.
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Fig. 3 ist ein Querschnitt entlang 3-3 aus Fig. 2,
der die Stellen der (vorzugsweise) heißgesiegelten
"Crimps", die in dem Baulement Vertiefungen erzeugen,
zeigt. Diese treten an die Stelle der Popnieten in
Fig. 1.
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Fig. 4 ist ein Querschnitt der Fig. 2 entlang 4-4 und
veranschaulicht die Anordnung des Sensors und der durch
den heißgesiegelten Rand 17 austretenden Leitung 15.
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Nach der vorhergehenden allgemeinen Beschreibung wird
die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte spezielle
Beispiele besser verständlich, wobei die Beispiele
lediglich der Erläuterung dienen und die Erfindung
nicht einschränken sollen, sofern nicht anders
vermerkt.
Beispiele 1 und 2 und Vergleichsbeispiel V1
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Versuchssensorbeutel wurden unter Verwendung von
Standard-Krankenhaus-IV-Beuteln (flexiblen Beuteln zur
intravenösen Verabreichung von Fluiden) hergestellt.
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Der Beutel wurde an einem Ende mit einem MAP-Sensor
(Chevrolet Cavalier, 1987) versehen, wonach 120 g Test-
Druckübertragungsmedium zugegeben wurden. Vor der
Zugabe des Testfluids oder Testgels wurde das
Innenvolumen des Beutels mit Popnieten auf etwa 120 ml
eingestellt. In der vorgesehenen kommerziellen
Ausführungsform würde der Beutel natürlich direkt in
der gewünschten Größe hergestellt. Nach Zugabe des
Fluids werden die Beutel mit der Silicon-Dichtungsmasse
SWS-951 von Wacker Silicones, Adrian, Michigan, USA,
versiegelt. Die Sensoren werden bei 5 V Gleichspannung
vorgespannt, und die Sensorausgangssignalspannung in
unbelastetem Zustand bei -40ºC und +22ºC und bei den
gleichen Temperaturen mit einer an dem von dem Sensor
am weitesten entfernten Ende auf den Beutel gestellten
1,5-kg-Masse gemessen. Die Beutel wurden in ebener
(horizontaler) Position geprüft. Es wurden die drei
folgenden Test-Druckübertragungsmedien verwendet:
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Vergleichsbeispiel 1: Trimethylsilylterminiertes
Polydimethylsiloxan-Fluid,
1000 mPas (cP).
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Beispiel 1: Gel mit einem
Texturanalysewert von 3,3 g, hergestellt
durch Zugabe von 8,5%
vinyldimethylsilylterminiertem
Organopolysiloxan-Fluid mit
einer Viskosität von 20.000
mPas (cP), 2% eines Si-H-
funktionellen
Polydimethylsiloxanfluid-Vernetzers mit
0,06 Gewichtsprozent
siliciumgebundenen H-Atomen und 0,05%
eines
Platin-Hydrosilylierungskatalysators zu 89,45%
eines
trimethylsilylterminierten Polydimethylsiloxanfluids
mit einer Viskosität von 100
mPas (cP). Nach dem Eintragen
in den IV-Beutel härtete die
Zusammensetzung bei
Raumtemperatur nach 6 Stunden zu
einem Gel aus. Die
Texturanalyse erfolgte mit einem
TA.XT2 Texture Analyzer von
Texture Technologies,
Scarsdale, New York, USA, mit
einer 12,5-mm-Halbkugelsonde
Nummer TA23. Die Härte des
Gels wird als zum
Hineindrücken der Sonde bis 10
mm unter die Oberfläche
erforderliche Spitzenkraft (g)
ausgedrückt.
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Beispiel 2: Weiches Polyorganosiloxan-Gel
mit größerer Steifigkeit als
das Gel aus Beispiel 1, wie
eine Penetration von 200 mm/10
g und ein Texturanalysewert
von 30 zeigen.
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Die Ergebnisse der Prüfung des Leistungsvermögens der
Druckübertragungsmedien sind in Tabelle 1
zusammengestellt.
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Aus den Ergebnissen geht hervor, daß die
Organopolysiloxan-Gele als Druckübertragungsmedien verwendet
werden können. Das weiche Gel aus Beispiel 1 war
insgesamt bei der Druckübertragung genauso effektiv wie
das Siliconfluid. Das steifere Gel war mit dem
verwendeten speziellen Beutel/Sensor nicht so effektiv,
zeigte aber eine meßbare Druckübertragung.
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Wenngleich Ausführungsformen der Erfindung illustriert
und beschrieben worden sind, ist nicht beabsichtigt,
daß diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der
Erfindung illustrieren und beschreiben. Der in der
Beschreibung verwendete Wortlaut dient lediglich zur
Beschreibung und nicht zur Einschränkung, und es
versteht sich, daß verschiedene Änderungen vorgenommen
werden können, ohne von dem wie in den beigefügten
Ansprüchen definierten Gedanken und Schutzbereich der
Erfindung abzuweichen.