DE60117035T2

DE60117035T2 - Hybrid-aufblasvorrichtung

Info

Publication number: DE60117035T2
Application number: DE60117035T
Authority: DE
Inventors: Masayuki Himeji-shi Yamazaki
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 2000-10-19
Filing date: 2001-10-17
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2021-10-18
Also published as: DE60117035D1; EP1327565A1; EP1327565A4; WO2002032728A1; JP2002120687A; US20020190510A1; US6799776B2; EP1327565B1

Description

Technisches Gebiet, zu welchem die Erfindung gehört
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Hybrid – Gasgenerator für ein Sicherheitssystem einer sich aufblasenden Bauart eines Fahrzeugs, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1, und im Speziellen auf einen Hybrid – Gasgenerator, der in der Lage ist, einen Airbag rasch und zuverlässig aufzublasen, unabhängig von einer Umgebungstemperatur bei der Anwendung in der Praxis, und auf eine Airbag-Vorrichtung, welche den Hybrid – Gasgenerator verwendet.
Stand der Technik
Ein Hybrid – Gasgenerator der obigen Bauart ist aus US-B-6,234,523 und JP-A-2000 177528 oder US-A-6,068,292 bekannt.
Mit der Entwicklung eines Gasgenerators für ein Sicherheitssystem einer sich aufblasenden Bauart von Motorfahrzeugen haben Hybrid – Gasgeneratoren unter Verwendung von einem sowohl einem mit Druck beaufschlagten Gas als auch einem festen Gaserzeugungswirkstoff Aufmerksamkeit erregt. Ein Hauptgestaltungserfordernis für einen Hybrid – Gasgenerator ist, dass der Gasgenerator einen Airbag bis zu einer vorbestimmten Menge in einer vorbestimmten Zeit aufbläst, so dass der Airbag effektiv aktiviert wird. Verschiedene Vorschläge betreffend eine Struktur, um diese Erfordernisse zu erfüllen, wurden bislang gemacht, wobei die Kenntnisse, die in JP-A Nr. 7-98814, JP-A Nr. 10-100851 und dergleichen offenbart sind, als Stand der Technik bekannt waren.
Offenbarung der Erfindung
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Hybrid – Gasgenerator bereit zu stellen, der in der Lage ist, einen Airbag schnell und zuverlässig aufzublasen, und der ein hohes Maß an Sicherheit aufweist, und eine Airbag – Vorrichtung bereit zu stellen, die einen solchen Hybrid – Gasgenerator verwendet.
Die vorliegende Erfindung stellt als ein Mittel zum Lösen des obigen Problems einen Hybrid – Gasgenerator für ein Sicherheitssystem einer sich aufblasenden Bauart eines Fahrzeugs, das mit einem Airbag ausgestattet ist, bereit, welches umfasst: ein Gasgeneratorgehäuse, welches mit einem mit Druck beaufschlagten Medium gefüllt ist, einen Gaserzeuger, welcher in dem Gasgeneratorgehäuse angeordnet ist und mit zumindest einer Gaserzeugungskammer, umfassend ein Gaserzeugungsmittel, ausgestattet ist, und ein an den Gaserzeuger angeschlossenes Zündmittel, wobei ein Fließdurchgang, durch welchen das mit Druck beaufschlagte Medium zu der Aktivierungszeit des Hybrid – Gasgenerators fließt, in der Mitte von einer aufbrechbaren Platte verschlossen ist, und wobei eine Vielzahl von Düsen zum Steuern der Ausflussmenge des mit Druck beaufschlagten Mediums und eines Verbrennungsgases in dem Durchgang, durch welchen das mit Druck beaufschlagte Medium fließt, bereit gestellt ist, wobei eine Vielzahl der Düsen von einem Abschirmungsmittel geschlossen ist, so dass das Abschirmungsmittel im Einklang mit dem Anstieg des internen Drucks aufgebrochen wird und eine Gesamtöffnungsfläche der Düsen schrittweise verändert wird.
Im Übrigen können in der vorliegenden Erfindung die Durchgänge, durch welche das mit Druck beaufschlagte Medium zum Aktivierungszeitpunkt des Hybrid – Gasgenerators fließt, im Einklang mit der Struktur des Hybrid – Gasgenerators genau eingestellt oder modifiziert werden.
Die vorliegende Erfindung ist so strukturiert, dass eine Veränderung eines internen Drucks im Inneren des Gasgenerators durch Steuern der Ausflussmenge des mit Druck beaufschlagten Mediums und des Verbrennungsgases im Einklang mit der Funktion einer Vielzahl von Düsen gesteuert wird, die in dem Durchgang, durch welchen das mit Druck beaufschlagte Medium fließt, angeordnet sind, und in dem Fall, dass die vorliegende Erfindung auf ein Airbag-System angewandt wird, kann der Airbag rasch und zuverlässig ohne den Einfluss einer Umgebungstemperatur bei der praktischen Benutzung aufgeblasen werden.
Ferner kann der Hybrid – Gasgenerator der vorliegenden Erfindung so strukturiert werden, dass eine Vielzahl der Düsen zum Steuern der Ausflussmenge des mit Druck be aufschlagten Mediums und des Verbrennungsgases in einem Fließdurchgang des mit Druck beaufschlagten Mediums vor der aufbrechbaren Platte angeordnet ist.
Deshalb kann in dem Fall, dass eine Vielzahl der Düsen vor der aufbrechbaren Platte im Fließdurchgang angeordnet ist, beispielsweise ein Hybrid – Gasgenerator mit den folgenden jeweiligen Strukturen bereit gestellt werden.
Eine Struktur kann so sein, dass ein Abschnitt vor der aufbrechbaren Platte des Fließdurchgangs für das mit Druck beaufschlagte Medium aus einem zylindrischen Element gebildet ist, wobei eine Endseite des zylindrischen Elements der aufbrechbaren Platte zugewandt ist, wobei die andere Endseite davon verschlossen ist, und eine Vielzahl der Düsen mit Durchgangslöchern in einer Seitenwand des zylindrischen Elements bereit gestellt ist.
Andere Strukturen können so sein, dass ein Abschnitt vor der aufbrechbaren Platte des Fließdurchgangs für das mit Druck beaufschlagte Medium aus einem zylindrischen Element gebildet wird, wobei eine Endseite des zylindrischen Elements der aufbrechbaren Platte zugewandt ist und die andere Endseite davon mit einer Vielzahl der Düsen mit Durchgangslöchern ausgebildet ist. In diesem Fall wird in einer Seitenwand des zylindrischen Elements keine Düse bereit gestellt.
Noch eine weitere Struktur kann so sein, dass ein Abschnitt vor der aufbrechbaren Platte des mit Druck beaufschlagten Mediums aus einem zylindrischen Element gebildet ist, wobei eine Endseite des zylindrischen Elements der aufbrechbaren Platte zugewandt ist und die andere Endseite und eine Seitenwand mit einer Vielzahl von Düsen mit Durchgangslöchern ausgebildet sind.
Ebenso kann der Hybrid – Gasgenerator der vorliegenden Erfindung so strukturiert sein, dass eine Vielzahl der Düsen zum Steuern der Ausflussmenge des mit Druck beaufschlagten Mediums und des Verbrennungsgases hinter der aufbrechbaren Platte des Fließdurchgangs für das mit Druck beaufschlagte Medium bereit gestellt ist.
Deshalb kann im Falle, dass eine Vielzahl der Düsen in dem Fließdurchgang hinter der aufbrechbaren Platte bereit gestellt ist, solch eine Struktur verwendet werden, dass ein Abschnitt hinter der aufbrechbaren Platte des Fließdurchgangs aus einem zylindrischen Element gebildet ist, wobei eine Endseite des zylindrischen Elements der aufbrechbaren Platte zugewandt ist, und die andere Endseite und/oder die Seitenwand mit einer Vielzahl von Düsen mit Durchgangslöchern ausgebildet sind. Beispielsweise kann eine Vielzahl von Auslassöffnungen für das mit Druck beaufschlagte Medium und das Verbrennungsgas aus dem Hybrid – Gasgenerator, welche hinter der aufbrechbaren Platte des Fließdurchgangs positioniert ist, als Düsen ausgebildet sein.
In dem Hybrid – Gasgenerator der vorliegenden Erfindung können Düsen vor der aufbrechbaren Platte des Fließdurchgangs oder hinter der aufbrechbaren Platte des Fließdurchgangs oder an beiden Abschnitten bereit gestellt werden, aber es wird bevorzugt, dass die Düse im Abschnitt vor der aufbrechbaren Platte des Fließdurchgangs bereit gestellt wird.
In der vorliegenden Erfindung können jeweilige Öffnungsflächen einer Vielzahl der Düsen einander gleich gesetzt werden, oder sie können voneinander unterschiedlich gestaltet werden. Die Öffnungsfläche der Düse ist so eingestellt, dass die Ausflussmenge des mit Druck beaufschlagten Mediums und des Verbrennungsgases im Einklang mit der Leistung und der Anwendung, die für den Hybrid – Gasgenerator erforderlich sind, auf ein erwünschtes Maß gesteuert werden kann. Weil die Öffnungsfläche der Düse einem Düsendurchmesser entspricht, wenn sie durch den Düsendurchmesser ausgedrückt wird, kann der Düsendurchmesser vorzugsweise zwischen 1 bis 8 mm, bevorzugt zwischen 1 bis 6 mm betragen.
Ebenso kann die gesamte Öffnungsfläche einer Vielzahl der Düsen vorzugsweise zwischen 40 bis 120 mm², vorzugsweise 60 bis 90 mm² betragen, und die Anzahl der Düsen sollte im Verhältnis zu der Gesamtöffnungsoberfläche der Düsen bestimmt werden und kann vorzugsweise 2 bis 8, bevorzugt 4 bis 6 betragen.
Daher, durch Einstellen der Öffnungsflächen einer Vielzahl von Düsen oder deren Gesamtfläche, kann die Steuerung der Ausflussmenge des mit Druck beaufschlagten Mediums und des Verbrennungsgases und die Steuerung der Veränderung des internen Drucks des Hybrid – Gasgenerators leichter bewerkstelligt werden.
In der vorliegenden Erfindung wird eine solche Struktur verwendet, bei der eine Vielzahl der Düsen von einem Abschirmmittel verschlossen ist, wobei ein verschlossener Zustand dieser Abschirmmittel im Einklang mit der Position, in welcher eine Vielzahl der Düsen bereit gestellt ist, ausgewählt werden kann. Wenn eine Vielzahl der Düsen in dem Fließdurchgang vor der aufbrechbaren Platte bereit gestellt ist, kann eine solche Struktur verwendet werden, dass ein Teil einer Vielzahl der Düsen durch die Abschirmmittel verschlossen ist (ähnlich in einen Zustand, in welchem abgeschirmte Düsen und offene Düsen vorliegen). Wenn eine Vielzahl der Düsen in dem Fließdurchgang hinter der aufbrechbaren Platte bereit gestellt ist, kann eine solche Struktur verwendet werden, in welcher ein Teil oder sämtliche der Vielzahl der Düsen durch die Abschirmmittel verschlossen ist/sind.
Dieses Abschirmmittel wird entsprechend zu einem Anstieg des internen Drucks des Hybrid – Gasgenerators bei dessen Aktivierung aufgebrochen. Wenn alle einer Vielzahl der Düsen durch das Abschirmmittel verschlossen sind, ist es wünschenswert, dass die zum Aufbrechen der jeweiligen Abschirmmittel erforderlichen Drücke unterschiedlich sind. Beispielsweise können in einem Fall, in welchem es sechs Düsen gibt, die Drücke zum Aufbrechen der jeweiligen Abschirmmittel einzeln voneinander oder in Gruppen von zweien oder dreien unterschiedlich gemacht werden. Der Druck, bei welchem das Abschirmmittel aufgebrochen wird, kann durch Verändern des Durchmessers der Düse, der Stärke (Dicke, Material oder dergleichen) des Abschirmmittels oder dergleichen eingestellt werden.
Durch Verändern des zum Aufbrechen des Abschirmmittels erforderlichen Drucks in verschiedener Weise, kann die Aufbrechanfälligkeit (d.h. lange/kurze Aufbrechzeit) des Abschirmmittels in einer Gruppe von Düsen verändert werden, so dass die Ausflussmenge des mit Druck beaufschlagten Mediums und des Verbrennungsgases gesteuert werden kann.
Durch Verschließen der Düsen mit Abschirmmitteln in dieser Weise kann die Steuerung der Ausflussmenge des mit Druck beaufschlagten Mediums und des Verbrennungsgases und die Steuerung der Veränderung des internen Drucks im Hybrid – Gasgenerator weiter vereinfacht werden. Das heißt, weil durch Verbrennung eines Gaserzeugungsmittels, um ein Verbrennungsgas mit einer hohen Temperatur zu erzeugen, der interne Druck im Gasgenerator schrittweise erhöht wird, wird das Abschirmmittel im Einklang mit dem Anstieg des internen Drucks aufgebrochen, so dass die Gesamtöffnungsfläche der Düsen schrittweise verändert wird. Deshalb kann die Ausflussmenge des mit Druck beaufschlagten Mediums und des Verbrennungsgases so gesteuert werden, dass die Veränderung des internen Drucks im Hybrid – Gasgenerator gesteuert werden kann. Dabei kann im Speziellen eine erwünschte Druckkurve, wie in 3 gezeigt wird, erhalten werden.
Die Stärke des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Abschirmmittels muss durch die Dicke, die Materialqualität oder dergleichen angepasst werden, so dass das Abschirmmittel entsprechend zu der Veränderung des internen Drucks im Hybrid – Gasgenerator aufgebrochen werden kann. Die Veränderung des internen Drucks bei der Betätigung des Hybrid – Gasgenerators variiert im Einklang mit verschiedenen Erfordernissen bei der Anwendung des Hybrid – Gasgenerators in einem Airbag-System, beispielsweise mit einer Befestigungsposition des Airbags in einem Fahrzeuginneren (für eine Fahrerseite, eine Seite des vorderen Passagiers, einer Seite des hinteren Passagiers oder dergleichen), mit einem Fahrzeugmodell, mit einer Umgebungstemperatur während der Verwendung des Airbag-Systems, jedoch ist es wünschenswert, ein Band mit einer Dicke von 30 bis 300 μm als Abschirmmittel zu verwenden, und vorzugsweise ein Band mit einer Dicke von 30 bis 80 μm zu verwenden. Ein Material für das Band ist nicht auf ein spezielles begrenzt, aber Metall, beispielsweise Edelstahl oder Aluminium wird als das Material bevorzugt.
Das in dem Hybrid – Gasgenerator der vorliegenden Erfindung verwendete, mit Druck beaufschlagte Medium, das im Wesentlichen aus einem inerten Gas, wie Argon, Helium (Stickstoff wird in den inerten Gasen in der vorliegenden Erfindung eingeschlossen) etc. besteht, kann, falls erforderlich, Sauerstoff enthalten. Argon dient dazu, die thermale Ausdehnung des mit Druck beaufschlagten Mediums zu fördern. Es ist wünschenswert Helium in dem mit Druck beaufschlagten Medium zu enthalten, weil ein Entweichen des mit Druck beaufschlagten Mediums für den Zweck der Verhinderung der Verteilung von mangelhaften Produkten leicht ermittelt werden kann. Ebenso dient Sauerstoff dazu, Carbonmonoxid oder Wasserstoff, welches durch die Verbrennung des Gaserzeugungswirkstoffs, welches als Gaserzeugungsmittel dient, in Carbondioxid oder Wasserdampf umzuwandeln. Ein Ladedruck (= Druck im Gasgeneratorgehäuse) des mit Druck beaufschlagten Mediums beträgt vorzugsweise 10 000 bis 70 000 kPa, bevorzugt 30 000 bis 60 000 kPa. Im Übrigen kann das mit Druck beaufschlagte Medium Sauerstoff enthalten oder es kann keinen Sauerstoff enthalten. Wenn das mit Druck beaufschlagte Medium Sauerstoff enthält, beträgt der Gehalt des Sauerstoffs vorzugsweise höchstens 30 mol%.
Als Gaserzeugungsmittel, welches in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann beispielsweise eine Schusswaffentreibladung benutzt werden. Als Schusswaffentreibladung kann eine Einzelbasis-Schusswaffentreibladung, eine Doppelbasis-Schusswaffentreibladung und eine Trippelbasis-Schusswaffentreibladung benutzt werden. Zusätzlich dazu ist es möglich, eine Schusswaffentreibladung zu verwenden, die durch Zumischen eines Sekundärsprengstoffs, eines Klebewirkstoffs, eines Weichmachers und eines Stabilisators oder dergleichen, und durch Formen der resultierenden Mischung zu einer gewünschten Form, erhalten wird.
Der Sekundärsprengstoff kann umfassen: Hexahydrotrinitrotriazin (RDX), Cyclotetramethylentetranitramin (HMX), Pentaerithritoltetranitrat (PETN) und Triaminguanidinnitrat (TAGN). Beispielsweise, wenn ein Gaserzeugungswirkstoff unter Verwendung von RDX als Sekundärsprengstoff in einer sauerstofffreien Atmosphäre unter einem Druck von 20 670 kPa und einer Verbrennungstemperatur von 3 348 K verbrannt wird, umfasst ein gebildetes Gas in einem Verbrennungsgas 33 mol% Stickstoff, 25 mol% Kohlenmonoxid, 23 mol% Dampf, 8 mol% Kohlendioxid und andere Gaskomponenten.
Der Klebewirkstoff kann Celluloseacetat, Celluloseacetatbutylat, Celluloseacetatpropiolat, Ethylcellulose, Polyvinylacetat, Azidpolymer, Polybutadien, Polybutadienhydrid und Polyurethan umfassen; der Weichmacher kann Trimethylolethantrinitrat, Butantriolttinitrat, Nitroglycerin, Bis(2,2-dintropropyl)acetal/formal, Glycidylazid und Acetyltriethylcitrat oder dergleichen umfassen; und der Stabilisator kann Ethylcentralit, Diphenylamin und Loesosinol umfassen.
Ein bevorzugtes Verhältnis von Sekundärsprengstoff zum Klebewirkstoff, Weichmacher und Stabilisator beträgt ungefähr 50 bis 90 Gew.-% an Sekundärsprengstoff zu ungefähr insgesamt 10 bis 50 Gew.-% Klebewirkstoff, Weichmacher und Stabilisator.
Als das Gaserzeugungsmittel, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann zusätzlich zu dem oben beschriebenen Gaserzeugungsmittel ebenso ein Gaserzeugungswirkstoff verwendet werden, welcher die nachstehend beschriebenen Kraftstoffe und Oxidiermittel umfasst, oder einen Kraftstoff, ein Oxidiermittel und einen Asche bildenden Wirkstoff, welche falls erforderlich mit dem Klebewirkstoff vermischt sind und in eine gewünschte Form geformt sind.
Es ist wünschenswert, einen Gaserzeugungswirkstoff in einer perforierten zylindrischen Form mit zumindest einem einzelnen Durchgangsloch oder Nichtdurchgangsloch zu verwenden. Durch Verwendung eines perforierten zylindrischen Gaserzeugungswirkstoffs wird die Verbrennung des Gaserzeugungswirkstoffs gefördert, so dass die Betätigungsleistung des Hybrid – Gasgenerators verbessert werden kann.
Solch ein perforierter zylindrischer Gaserzeugungswirkstoff kann genau festgelegt werden, so dass dessen äußerer Durchmesser (R), dessen innerer Durchmesser (d) und dessen Länge (L) in einen Bereich fallen, der die Anwendung im Hybrid – Gasgenerator erlaubt. In einem Fall eines einzeln perforierten, zylindrischen Gaserzeugungswirkstoffs mit einem einzelnen Durchgangsloch ist es bevorzugt, dass der Außendurchmesser davon 6 mm oder weniger beträgt, und dass das Verhältnis (L/W) der Länge zur Dicke (W) [(R-d)/2] nicht kleiner als 1 ist. In einem Fall eines porös perforierten, zylindrischen Gaserzeugungswirkstoffs mit zumindest zwei Durchgangslöchern ist es bevorzugt, dass der Außendurchmesser davon 60 mm oder weniger beträgt, und das Verhältnis (L/W) der Länge zur Dicke (W) (wenn eine Vielzahl von Löchern einheitlich angeordnet ist, der Abstand zwischen angrenzenden Löchern; und wenn sie nicht gleichmäßig angeordnet sind, der durchschnittliche Wert der jeweiligen Abstände zwischen angrenzenden Löchern) nicht kleiner als 1 ist. Ferner ist es im Fall eines zylindrischen Gaserzeugungswirkstoffs mit zumindest einem einzelnen, nicht-durchgehenden Loch bevorzugt, dass der Außendurchmesser davon 60 mm oder weniger beträgt, das Verhältnis (L/W) der Länge zur Dicke (W) (dieselbe Definition wie bei dem der porös perforierte zylindrische angewendet wurde) nicht kleiner als 1 ist und das Verhältnis (W'/W) der Dicke W' (ein Abstand zwischen einem unteren Abschnitt des Nichtdurchgangslochs und einem Boden des zylindrischen Abschnitts) eines Nichtdurchgangslochabschnitts zur Dicke W 0,5 bis 2 beträgt.
In diesem Gaserzeugungswirkstoff kann ein durch dessen Verbrennung erzeugtes Gas gemeinsam mit dem mit Druck beaufschlagten Medium zum Aufblasen und Entfalten des Airbags bereit gestellt werden. In der vorliegenden Erfindung kann im Speziellen, wenn ein Gaserzeugungswirkstoff mit einem Asche bildenden Wirkstoff verwendet wird, die Menge des aus dem Gasgenerator ausgelassenen Beschlags erheblich reduziert werden.
Vorzugsweise enthält der gaserzeugende Wirkstoff einen organischen Nichtazidverbund außer einem Nitramin basierten Verbund. Der Gaserzeugungswirkstoff umfassend den Nitramin basierten Verbund kann Treibstoffkompositionen, die in der Beschreibung des US-Patents Nr. 5,507,891 und in dessen Ansprüchen offenbart sind, umfassen. Beispielsweise kann er die Kompositionen enthaltend Cyclotrimethylentrinitramin (RDX) oder Cyclotetramethylentetranitramin (HMX) umfassen. Zusätzlich dazu gibt es Treibstoffe, die in JP-A Nr. 8-282427 und in den darin enthaltenen Ansprüchen offenbart sind. Beispielsweise kann er einen Sekundärsprengstoff und die in Anspruch 32 enthaltenen Bindemittel umfassen. Der Sekundärsprengstoff kann RDX, HMX, PETN, TAGN oder dergleichen, die in Anspruch 34 in der Veröffentlichung beschrieben sind, umfassen, und die Bindemittel können eine Komposition enthaltend einen Klebewirkstoff wie CA, CAB, CAP, EC, PVA, die in den Ansprüchen 37 und 38 beschrieben sind, umfassen.
Als der Kraftstoff mit dem organischen Nichtazidverbund außer dem Nitramin basierten Verbund, können die folgenden Stickstoff enthaltenden Gemische benutzt werden. Beispiele des Kraftstoffs kann einen oder eine Mischung von zwei oder mehreren ausgewählten Stoffen aus der Gruppe mit Triazolderivate, Tetrazolderivate, Guanidinderivate, Azodicarboxylacidamidderivate und Hydrazinderivate enthalten. Spezielle Beispiele davon können umfassen: 5-Oxo-1,2,4-Triazol, Tetrazol, 5-Aminotetrazol, 5,5-bi-1H-Tetrazol, Guanidin, Nitroguanidin, Cyanoguanidin, Triaminoguanidinnitrat, Guanidinnitrat, Guanidincarbonat, Burette, Azodicarbonamid, Carbohydrazid, Carbohydrazidnitratkomplex, Dihydrazidoxalat, Hydrazinnitratkomplex oder dergleichen.
Vorzugsweise kann der Kraftstoff ein oder zwei oder mehrere Materialien, ausgewählt aus einer Gruppe umfassend Guanidinderivate, wie Nitroguanidin (NQ), Guanidinnitrit (GN), Guanidincarbonat, Aminonitroguanicin, Aminoguanidinnitrit, Aminoguanidincarbo nat, Diaminoguanidinnitrit, Diaminoguanidincarbonat und Triaminoguanidinnitrit enthalten, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Als Oxidiermittel können ein oder zwei oder mehrere Materialien, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Strontiumnitrat, Potassiumnitrat, Ammoniumnitrat, Potassiumperchlorat, Kupferoxid, Eisenoxid, Basiskupfernitrat verwendet werden.
Eine bevorzugte Kompositionsmenge des Oxidationsmittels ist 10 bis 80 Teile pro Gewicht und bevorzugt 20 bis 50 Teile pro Gewicht mit Bezug auf 100 Teile pro Gewicht Kraftstoff.
Vorzugsweise kann der Asche bildende Wirkstoff ein oder zwei oder mehrere Materialien, ausgewählt aus einer Gruppe umfassend Kohlensäure, Talk, Bentonit, Kieselgur, Kaolin, Silica, Aluminium, Natriumsilicat, Siliconnitrid, Siliconcarbid, Hydrotalsit und eine Mischung daraus enthalten.
Eine bevorzugte Kompositionsmenge des Asche bildenden Wirkstoffs ist 0 bis 50 Teile pro Gewicht und bevorzugt 1 bis 10 Teile pro Gewicht mit Bezug auf 100 Teile pro Gewicht Kraftstoff.
Vorzugsweise kann der Klebewirkstoff ein oder zwei oder mehrere Materialien, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Natriumsalz aus Natriumcarboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Stärke, Polyvinylalkohol, Guargummi, Mikrokristallcellulose, Polyacrylamid und Calciumstearat enthalten.
Eine bevorzugte Kompositionsmenge des Klebewirkstoffs ist 0 bis 30 Teile pro Gewicht und bevorzugt 3 bis 10 Teile pro Gewicht mit Bezug auf 100 Teile pro Gewicht Kraftstoff.
Die vorliegende Erfindung kann angewendet werden auf eine Einzelbauart, in welcher ein Gaserzeuger eine einzelne Gaserzeugungskammer, die ein Gaserzeugungsmittel speichert, umfasst, eine Dualbauart, in welcher der Gaserzeuger zwei Gaserzeugungskammern umfasst, und eine, in welcher der Gaserzeuger drei oder mehrere Gaserzeugungskammern umfasst. Die Anordnung in einem Fall mit zwei oder mehr Gaserzeugungskammern ist nicht auf eine spezielle beschränkt. Zum Beispiel kann im Fall mit zwei Gaserzeugungskammern solch eine Struktur verwendet werden, dass die zwei Gaserzeugungskammern in Reihe und angrenzend aneinander in der Längsrichtung angeordnet sind, dass sie in Reihe aber getrennt voneinander in der Längsrichtung angeordnet sind, dass sie parallel und angrenzend aneinander in der breitseitigen Richtung angeordnet sind, oder dass sie parallel zueinander aber getrennt voneinander in der breitseitigen Richtung angeordnet sind. Im Übrigen kann der Fall, dass die Gaserzeugungskammern parallel zueinander in der breitseitigen Richtung angeordnet sind, einen Fall umfassen, in welchem die zwei Gaserzeugungskammern konzentrisch zueinander angeordnet sind, so dass eine der Gaserzeugungskammern außerhalb der anderen angeordnet sind oder einen Fall, in welchem die zwei Gaserzeugungskammern jeweils einen breitseitigen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen und in der breitseitigen Richtung angeordnet sind.
Im Hybridgasgenerator der vorliegenden Erfindung kann das Gaserzeugungsmittel in einer Normaldruckatmosphäre gehalten werden. Es ist wünschenswert, dass das Gaserzeugungsmittel eher in einer Normaldruckatmosphäre als in einer mit Druck beaufschlagten Atmosphäre gehalten wird, weil das Gaserzeugungsmittel durch den Druck extrem verschlechtert wird. Wenn das Gaserzeugungsmittel durch den Druck verschlechtert wird, besteht die Gefahr, dass das Gaserzeugungsmittel bei der Verbrennung leicht zertrümmert wird.
Ferner stellt die vorliegende Erfindung eine Airbag – Vorrichtung bereit, umfassend ein Aktivierungssignal – Ausgabemittel mit einem Aufschlagsensor und einer Steuereinheit, und ein Modulgehäuse, welches den oben beschriebenen Hybrid – Gasgenerator und einen Airbag aufnimmt.
In der vorliegenden Erfindung dient ein "Gaserzeuger" zum Erzeugen eines Hochtemperaturverbrennungsgases aufgrund der Verbrennung des Gaserzeugungsmittels (Gaserzeugungswirkstoff) in der Gaserzeugungskammer, wobei dabei das Hochtemperaturverbrennungsgas in das Gasgeneratorgehäuse eingeleitet wird. Auch umfasst der Hybrid – Gasgenerator den Gaserzeuger in dessen Gaserzeugungsgehäuse, und der "Gasgenerator" dient zum Einleiten des mit Druck beaufschlagten Mediums, welches innerhalb des Gasgeneratorgehäuses, aber außerhalb des Gaserzeugers, vorliegt, nach außen aufgrund einer Funktion des Hochtemperaturverbrennungsgases, welches aus dem Gaserzeuger ausgelassen wird, um dabei ein aufblasbares Material, wie einen Airbag, aufzublasen. Das "Hybrid" kennzeichnet eine Zusammensetzung des Hochtemperaturverbrennungsgases, das durch Verbrennung des Gaserzeugungswirkstoffs und durch das mit Druck beaufschlagte Medium erzeugt wird.
In dem Hybrid – Gasgenerator der vorliegenden Erfindung kann die Ausflussmenge des mit Druck beaufschlagten Mediums und des Verbrennungsgases einfach gesteuert werden, so dass, wenn der Hybrid – Gasgenerator bei einer Airbag – Vorrichtung eingesetzt wird, der Airbag schnell und zuverlässig aufgeblasen werden kann, ohne durch eine Umgebungstemperatur beeinträchtigt zu werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Längsschnittansicht zur Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Hybrid – Gasgenerators der Einzel – Bauart der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Längsschnittansicht zur Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Hybrid – Gasgenerators einer Dual – Bauart der vorliegenden Erfindung; und
3 ist ein Schaubild zur Darstellung von Kurven eines internen Drucks eines Tanks aus Testbeispiel 1.

100: Hybrid – Gasgenerator
102: Gasgeneratorgehäuse
110: Ladungsübertragungskammer
118: Flammenübertragungsloch
120: Gaserzeugungskammer
124: Gaserzeugungswirkstoff
126: Kommunikationsöffnung
126: Arretierung
160: Abschirmmittel
166: Düse
175: Projektil
178: Aufbrechbare Platte

Bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wird, wie folgt, im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, die Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen. 1 ist eine Schnittansicht in der Längsrichtung eines Ausführungsbeispiels eines Hybrid – Gasgenerators der Einzel – Bauart mit einer einzelnen Gaserzeugungskammer 100.
Wie in 1 gezeigt wird, umfasst ein Gasgeneratorgehäuse 102 einen zylindrischen, druckbeständigen Behälter, und dessen Innenraum 103 ist mit einem mit Druck beaufschlagten Medium befüllt und wird unter hohem Druck gehalten. Das mit Druck beaufschlagte Medium wird gewöhnlich durch eine kleine Öffnung 107 eingefüllt, die in einem Ansatz 145 ausgebildet ist, der an ein Ende des Gasgeneratorgehäuses 102 angeschlossen ist, und die kleine Öffnung 107 wird durch einen Dichtungszapfen 109 verschlossen, nachdem das mit Druck beaufschlagte Medium eingefüllt wurde. Das Gasgeneratorgehäuse 102 kann so ausgebildet sein, um einen einheitlichen Außendurchmesser außer an seinem Endabschnitt auf der Seite eines Diffusers 180 (flache Außenform ohne Einschnürung oder dergleichen) aufzuweisen.
Eine Außenhülle des Gaserzeugers 108 wird durch ein Gaserzeugergehäuse 105 gebildet. Der Gaserzeuger 108 umfasst darin eine Ladungsübertragungskammer 110 und eine Gaserzeugungskammer 120, die ausgebildet ist, um die Ladungsübertragungskammer 110 zu umgeben und die in Reihe geschaltet in Längsrichtung des Gasgeneratorgehäuses 102 benachbart angeordnet ist. Der Gaserzeuger 108 ist in dem Gasgeneratorgehäuse 102 angeordnet, und dessen eines Ende in seiner Längsrichtung ist an dem Ansatz 145 durch Schweißen befestigt.
Die Ladungsübertragungskammer 110 umfasst ein zylindrisches Ladungsübertragungsgehäuse 111, und ist über eine Antriebskappe 116, in welchem ein Antriebswirkstoff (Übertragungsladung) 112 eingefüllt ist und über einen durch eine aufbrechbare Platte als Verschließmittel verschlossenen Kommunikationsdurchgang an einen Zünder 170 zum Zünden angeschlossen. Die Ladungsübertragungskammer 110 ist mit der Gaserzeugungskammer 120 durch Flammenübertragungsöffnungen 118 verbunden.
Die Gaserzeugungskammer 120 ist angeordnet, um die Ladungsübertragungskammer 110 zu umgeben, und wird durch das Gehäuse 111 der Ladungsübertragungskammer 110, eine Trennwand 126 und einen Ansatz 145 definiert. Eine erforderliche Menge eines Gaserzeugungswirkstoffs 124 als ein Gaserzeugungsmittel ist in der Gaserzeugungskammer 120 untergebracht. Die Gaserzeugungskammer 120 und das Gasgeneratorgehäuse 102 befinden sich durch eine Vielzahl von Kommunikationsöffnungen 125 miteinander in Verbindung, und ein Durchmesser einer Vielzahl von Kommunikationsöffnungen 125 wird so eingestellt, dass der Gaserzeugungswirkstoff 124 nicht aus der Gaserzeugungskammer 120 entkommen kann.
Wie oben erwähnt wurde, werden, weil die Ladungsübertragungskammer 110 sich mit der Gaserzeugungskammer 120 in Verbindung befindet und sich die Gaserzeugungskammer 120 mit dem Gasgeneratorgehäuse 102 in Verbindung befindet, sowohl die Ladungsübertragungskammer 110 als auch die Gaserzeugungskammer 120 unter einem hohen Druck gehalten, d.h. derselbe Druck wie der im Inneren des Gasgeneratorgehäuses 102 (Innenraum 103) vorliegt.
Ein Zünder 117 zur Zündung ist in einer Zündmittelkammer 115, die in dem Ansatz 145 ausgebildet ist, untergebracht, der Zünder 117 zur Zündung ist an dem Ansatz 145 über einen Zünderkragen 143 befestigt und der Ansatz 145 ist an dem Gasgeneratorgehäuse 102 an einem Verbindungsabschnitt 146 durch Schweißen oder dergleichen befestigt.
Ein zylindrischer Adapter 170, der als Fließdurchgang des mit Druck beaufschlagten Mediums dient, ist in der Verlängerung der Ladungsübertragungskammer 110 angeschlossen. Ein Projektil 175 mit der veranschaulichten Form zum Aufbrechen einer aufbrechbaren Platte 178 zur Aktivierungszeit, ist über einen O-Ring 172 an eine Öffnung, welche die Ladungsübertragungskammer 110 und den Adapter 170 miteinander in Verbindung bringt, angeschlossen, so dass das Projektil 175 von der Ladungsübertragungsübertragungskammer 110 bis zum Adapter 170 reicht. Daher wird die Öffnung, welche die Ladungsübertragungskammer 110 und den Adapter 170 miteinander in Verbindung bringt, durch das Projektil 175 verschlossen.
Eine Spitze des Projektils 175 ist in dem Innenraum 176 des Adapters 170 angeordnet. Der Innenraum 176 und der Innenraum 103 des Gasgeneratorgehäuses 102 sind nur über eine Vielzahl von Düsen 166, die durch Perforieren durch eine Seitenoberfläche (eine Oberfläche, welche einer Innenoberfläche des Gehäuses 105 zugewandt ist) des Adapters 170 ausgebildet ist, in Verbindung. Eine Vielzahl der Düsen 166 kann in dem Fließdurchgang des mit Druck beaufschlagten Mediums vor der aufbrechbaren Platte 178 bereit gestellt werden. Ein Gasflusspfad 105a wird von der Innenoberfläche des Gehäuses 105 und einer Außenfläche des Adapters 170 definiert. Daher fließt das mit Druck beaufschlagte Medium in dem Innenraum 103 zur Zeit der Aktivierung immer durch den Gasflusspfad 105a in die Düsen 166.
Ein Abschirmmittel 160 (beispielsweise ein rostfreies Band mit einer Dicke von 30 bis 80 μm) wird an einem Teil der Vielzahl von Düsen 166 mit einem Kleber angebracht. Beispielsweise, wenn sechs Düsen vorgesehen sind, sind drei Düsen davon verschlossen, während die anderen drei Düsen geöffnet sind. Im Übrigen sind die Öffnungsflächen (oder Durchmesser) einer Vielzahl der Düsen 166 zueinander gleich oder voneinander unterschiedlich.
Ebenso können in dem Hybrid – Gasgenerator der vorliegenden Erfindung bei dem Fließdurchgang des mit Druck beaufschlagten Mediums hinter der aufbrechbaren Platte 178 Düsen entsprechend zu einer Vielzahl von Düsen 166 vorgesehen werden. Beispielsweise können in einem solchen Fall derartige Düsen einer Vielzahl von Diffuseröffnungen (Gasauslassöffnungen) 182 entsprechen. Ein Teil oder alle einer Vielzahl der Diffuseröffnungen 182 können mit einem Element verschlossen werden, welches zu dem oben beschriebenen Abschirmmittel 160 äquivalent ist.
Ein Diffuser 180 ist an einem Ende des Gasgeneratorgehäuses 102 angeschlossen. Der Diffuser 180 ist an einem Verbindungsabschnitt 181 durch Schweißen befestigt. Die aufbrechbare Platte 178 als Verschließmittel ist an dem Ende des Diffusers 180, welches dem Projektil 175 zugewandt ist, befestigt, um einen Fließdurchgang des mit Druck beaufschlagten Mediums vor der Aktivierung in Richtung der Diffuseröffnung 182 zu blockieren. Daher sind ein Gaseinfließraum 150 und der Innenraum 103 des Gasgeneratorgehäuses 102 vor der Aktivierung durch die aufbrechbare Platte 178 vollständig von einander isoliert und daher wird die Übertragung des mit Druck beaufschlagten Mediums blockiert.
Das andere Ende des Diffusers 180 ist mit einer Vielzahl von Diffuseröffnungen 182 zum Einleiten des mit Druck beaufschlagten Mediums in den Airbag und ebenso mit einem Diffuserschirm 186 zum Entfernen von feinen Partikeln versehen. Ein Gewindebolzen 190 zum Verbinden der Airbag – Module ist an der Außenoberfläche des Diffusers 180 befestigt.
In dem Hybrid – Gasgenerator 100 ist es bevorzugt, dass die oben beschriebenen, einen Teil bildenden Elemente symmetrisch in der breitseitigen Richtung mit Bezug auf die Mittelachse (gezeigt als Kettenlinie in 1) angeordnet sind, aber einzelne oder alle Bestandteile können exzentrisch mit Bezug auf die Mittelachse angeordnet sein.
Das Airbag-System der vorliegenden Erfindung umfasst ein Aktivierungssignal – Ausgabemittel mit einem Aufschlagsensor und einer Steuereinheit, und ein Modulgehäuse zur Aufnahme des Hybrid – Gasgenerators 100 und eines Airbags. Der Hybrid – Gasgenerator 100 ist mit dem Aktivierungssignal – Ausgabemittel (dem Aufschlagsensor und der Steuereinheit) auf der Seite des Zünders 117 verbunden, und der Hybrid – Gasgenerator 100 ist durch Verschrauben des Gewindebolzens 190 in das Modulgehäuse, in welchem der Airbag befestigt ist, verbunden und befestigt. In dem Airbag-System mit einer solchen Struktur ist es möglich, die Menge an erzeugtem Gas im Einklang mit einem Grad des Aufpralls einzustellen, und die Aufblasgeschwindigkeit des Airbags durch angemessenes Einstellen der Ausgabebedingung des Aktivierungssignals in dem Aktivierungssignal – Ausgabemittel einzustellen.
Nachstehend wird die Betätigung des Hybridgasgenerators 100 mit Bezug auf 1 erläutert.
Bevor der Hybrid – Gasgenerator 100 aktiviert wird, fließt das unter einem hohen Druck in das Gasgeneratorgehäuse 102 eingefüllte, mit Druck beaufschlagte Medium durch die Kommunikationsöffnungen 125 in die Gaserzeugungskammer 120, und fließt durch die Flammenübertragungsöffnungen 118 weiter in die Ladungsübertragungskammer 110, so dass die Innenräume dieser Kammern unter demselben hohen Druck gehalten wer den. Ferner, weil das Projektil 175 befestigt ist, um vom Innenraum 176 zu der Ladungsübertragungskammer 110, die unter demselben Druck gehalten wird, zu reichen, wird eine Fehlfunktion verhindert.
Im Falle einer Fahrzeugkollision wird der Zünder zur Zündung 117 aktiviert und durch das Aktivierungssignal – Ausgabemittel gezündet, um die aufbrechbare Platte 119 aufzubrechen, und dann wird der Antreibwirkstoff 112 in der Ladungsübertragungskammer 110 gezündet, um ein Hochtemperaturantriebsgas zu erzeugen.
Wenn der Druck innerhalb der Ladungsübertragungskammer 110 durch das erzeugte Antriebsgas ansteigt, bewegt sich das durch diesen Druck gedrückte Projektil 175, um die aufbrechbare Platte 178 mit dessen scharfer Spitze aufzubrechen. Zu dieser Zeit fließt ein Anteil des Antriebsgases wegen des Aufbrechens der aufbrechbaren Platte 178 in den Gaseinfließraum 150.
Das meiste Antriebsgas fließt durch die Flammenübertragungsöffnungen 118 in die Gaserzeugungskammer 120, um den Gaserzeugungswirkstoff 124 zu zünden und zu verbrennen, und eine vorbestimmte Menge eines Hochtemperaturverbrennungsgases (entsprechend der Einfüllmenge des Gaserzeugungswirkstoffs 124) wird erzeugt.
Danach, weil ein Hochtemperaturverbrennungsgas durch die Kommunikationsöffnungen 125 in das Gasgeneratorgehäuse 120 fließt, um den Druck darin zu erhöhen, fließt das mit Druck beaufschlagte, gepresste Medium in den Gasflussdurchgang 105a, um die Düsen 166 zu passieren und fließt über die aufgebrochene, aufbrechbare Platte 178 weiter in den Gaseinfließraum 150.
Zu dieser Zeit, wenn der Druck innerhalb des Hybrid – Gasgenerators 100 gering ist, fließt das mit Druck beaufschlagte Medium und das Verbrennungsgas nur durch die offenen Düsen 166 unter einer Vielzahl der Düsen 166. Wenn jedoch der Druck hoch ist, wird das Abschirmmittel 166 aufgebrochen und die verschlossenen Düsen 166 werden geöffnet, so dass das mit Druck beaufschlagte Medium und das Verbrennungsgas durch alle Düsen 166 fließen.
Weil die Gesamtöffnungsfläche einer Vielzahl der Düsen 166 entsprechend der Veränderung des internen Drucks verändert wird (d.h. weil das Abschirmmittel 160 aufgebrochen und die verschlossenen Düsen 166 geöffnet wurden), kann die Ausflussmenge des mit Druck beaufschlagten Mediums und des Verbrennungsgases gesteuert werden, und deshalb wird die folgende Operation in der Praxis durchgeführt.
In dem Fall, dass der Hybrid – Gasgenerator bei einer Airbag-Vorrichtung, die an einem Fahrzeug zu befestigen ist, eingesetzt wird, verändert sich die Umgebung, wo ein Fahrzeug benutzt wird, so dass eine Umgebungstemperatur bei der tatsächlichen Benutzung unterschiedliche Temperaturen, wie eine niedrige Temperatur von –30°C oder –20°C, eine normale Temperatur und eine hohe Temperatur von 50°C oder 60°C einschließt, und naturgemäß verändert sich der interne Druck im Inneren des Hybrid – Gasgenerators zur Aktivierungszeit aufgrund des Einflusses der Umgebungstemperatur bei der Verwendung.
Daher ist der Innendruck innerhalb des Hybrid – Gasgenerators bei einer Aktivierungszeit unter einer Niedrigtemperaturatmosphäre (zur Zeit einer Verbrennung unter einer niedrigen Temperatur) niedrig. In einem solchen Fall werden manche der Düsen 166 verschlossen gehalten, um die Gesamtöffnungsfläche zu verringern, so dass der Innendruck davor bewahrt wird, rasch abzufallen, wobei die Ausflussmenge des mit Druck beaufschlagten Mediums und des Verbrennungsgases gesteuert wird. Zu dieser Zeit, wenn alle Düsen 166 geöffnet sind (d.h. wenn die Gesamtöffnungsmenge zu groß ist), fließt das meiste des mit Druck beaufschlagten Mediums bei einem Feuerstoß in der Anfangsphase der Aktivierung nach außen, um den Innendruck zu verringern, und dabei wird die Verbrennungsrate des Gaserzeugungswirkstoffs so langsam, dass der Airbag nicht vollständig innerhalb einer vorbestimmten Zeit aufgeblasen werden kann.
Im Gegenzug wird der Innendruck innerhalb eines Hybrid – Gasgenerators bei einer Aktivierungszeit unter einer Hochtemperaturatmosphäre (zur Zeit einer Verbrennung unter einer hohen Temperatur) hoch. In einem solchen Fall werden die verschlossenen Düsen 166 durch Aufbrechen des Abschirmmittels 160 geöffnet, um die Gesamtöffnungsfläche zu vergrößern, und dabei wird der Innendruck davor bewahrt, übermäßig anzusteigen, so dass die Ausflussmenge des mit Druck beaufschlagten Mediums und des Verbrennungsgases eingeschränkt werden kann. Zu dieser Zeit, wenn manche der Düsen 166 verschlossen gehalten werden (d.h. wenn die Gesamtöffnungsfläche zu klein ist), wird der Innendruck übermäßig erhöht, um die Druckstärke des Gasgeneratorgehäuses 102 zu übertreffen, und im Ergebnis könnte der Hybrid – Gasgenerator zerstört werden.
Wie oben beschrieben, wurde der Hybrid – Gasgenerator der vorliegenden Erfindung strukturiert, um die oben beschriebene Operation durch Veränderung der Gesamtöffnungsfläche der Düsen im Einklang mit der Verbrennung bei einer hohen Temperatur oder Verbrennung bei einer niedrigen Temperatur durchzuführen. Im Allgemeinen, weil der maximale interne Druck des Hybrid – Gasgenerators zum Zeitpunkt einer Verbrennung während einer Niedrigtemperatur 15 000 bis 20 000 kPa, und der maximale interne Druck während einer normalen Temperatur 30 000 bis 35 000 kPa beträgt, wird durch Einstellen eines Schrankenwerts, bei welchem das Abschirmmittel aufgebrochen wird, auf 30 000 kPa, das Abschirmmittel sogar zum Zeitpunkt einer Verbrennung unter einer Niedrigtemperatur, bis der Innendruck 30 000 kPa erreicht, nicht aufgebrochen, so dass die Gesamtöffnungsfläche der Düsen in einem kleinen Bereich gehalten wird und eine rasche Verringerung des Innendrucks verhindert wird. Im Ergebnis wird die Ausflussmenge des mit Druck beaufschlagten Mediums und des Verbrennungsgases gesteuert und dabei kann der Airbag ausreichend innerhalb der vorbestimmten Zeit aufgeblasen werden.
Ebenso, wenn der Schrankenwert auf 30 000 kPa festgesetzt ist, wird das Abschirmmittel zum Zeitpunkt einer Verbrennung unter einer Normaltemperatur oder einer hohen Temperatur aufgebrochen und alle Düsen werden geöffnet und deshalb wird die Ausflussmenge des mit Druck beaufschlagten Mediums und des Verbrennungsgases gesteuert, so dass der Airbag innerhalb der vorgegebenen Zeit ausreichend aufgeblasen werden kann.
Das mit Druck beaufschlagte Medium und das Verbrennungsgas, die in dieser Weise durch die Düsen 166 in den Gaseinfließraum 150 geflossen sind, passieren den Diffuserschirm 186 und werden aus den Diffuseröffnungen 182 ausgestoßen, um den an dem Airbag-Modul befestigten Airbag aufzublasen.
Nachstehend wird ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 2 erklärt. 2 ist eine Schnittansicht in der Längsrichtung eines Aus gangsbeispiels eines Hybrid – Gasgenerators 200 der dualen Bauart mit zwei Gaserzeugungskammern. Im Übrigen sind Teile und Elemente, welche mit denselben Bezugszeichen wie in 1 versehen sind, die gleichen Teile oder Elemente, wie die in 1. Bezugszeichen 115 bezeichnet eine erste Zündmittelkammer, 117 bezeichnet einen ersten Zünder zur Zündung, 119 bezeichnet eine erste aufbrechbare Platte, 120 bezeichnet eine erste Gaserzeugungskammer, 124 bezeichnet einen ersten Gaserzeugungswirkstoff, 125 bezeichnet erste Kommunikationsöffnungen, 141 bezeichnet eine zweite Zündmittelkammer, 140 bezeichnet einen zweiten Zünder zur Zündung, 139 bezeichnet eine zweite aufbrechbare Platte, 130 bezeichnet eine zweite Gaserzeugungskammer, 134 bezeichnet einen zweiten Gaserzeugungswirkstoff und 135 bezeichnet zweite Kommunikationsöffnungen.
Der Hybrid – Gasgenerator 200 der dualen Bauart, der in 2 gezeigt wird, wird in derselben Weise wie der Hybrid – Gasgenerator 100, der in 1 gezeigt wird, betrieben, außer, dass die Verbrennung zeitgleich in der ersten Gaserzeugungskammer 120 und der zweiten Gaserzeugungskammer 130 startet, um ein Verbrennungsgas zu erzeugen, oder die Verbrennung in der zweiten Gaserzeugungskammer 130 kurz nach der Verbrennung in der ersten Gaserzeugungskammer 120 beginnt. Dementsprechend kann der Airbag sogar in diesem Hybrid – Gasgenerator 200 aufgrund der Funktion des Abschirmmittels 160 und der Düsen 166 innerhalb der vorgegebenen Zeit auch unter einer Niedrigtemperatur- oder einer Hochtemperaturatmosphäre ausreichend aufgeblasen werden.
Beispiel
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend noch spezifischer durch Bezug auf ein Beispiel beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
Beispiel 1
Ein Hybrid – Gasgenerator 100 der Einzel – Bauart, der in 1 gezeigt ist, wurde hergestellt. Die insgesamt fünf Düsen 166 (die Gesamtöffnungsfläche A = 80,8 mm²) einschließlich zweier Düsen mit einem Durchmesser von 5 mm und dreier Düsen mit einem Durchmesser von 4,2 mm wurden an der Seitenfläche des Adapters 170 bereit gestellt.
Zwei Düsen mit einem Durchmesser von 5 mm und eine Düse mit einem Durchmesser von 4,2 mm unter allen Düsen 166 sind offen (die Gesamtöffnungsfläche von 53,1 mm²), während zwei Düsen mit einem Durchmesser von 4,2 mm von außen mit rostfreiem Band (Dicke von 40 μm) (die Gesamtöffnungsfläche von 27,7 mm²) geschlossen sind. Im Übrigen sind die anderen Bedingungen wie folgt:
Mit Druck beaufschlagtes Medium: 2,6 mol (100 g) eines gemischten Gases aus Argon und Helium [Ar : He = 96 : 4 (Molverhältnis)] (der innere Ladedruck beträgt 32 000 kPa)
Gaserzeugungswirkstoff: 40 g (Nitroguanidin : Strontiumnitrat : Carboxymethylcellulose japanische Tonsäure = 34 : 50 : 9 : 7; eine einzeln perforierte zylindrische Form mit einem Außendurchmesser von 5,4 mm, einem Innendurchmesser von 0,7 mm und einer Länge von 5 mm; die erzeugte Gasmenge von 1,0 mol)
Öffnungsfläche (B) des aufbrechbaren Abschnitts 178 der Platte: 314 mm² (ein Durchmesser von 20 mm)
Vergleichsbeispiel 1
Derselbe Hybrid – Gasgenerator wie der aus Beispiel 1 wurde hergestellt, außer dass vier Düsen (die Gesamtöffnungsfläche von 78,5 mm²) mit einem Durchmesser von 5 mm bereit gestellt wurden und alle Düsen offen waren.
Testbeispiel 1
60 Liter Tanktests wurden bei –35°C unter Verwendung der Hybrid – Gasgeneratoren aus Beispiel 1 und dem Vergleichsbeispiel 1 durchgeführt, die Veränderung des inneren Drucks der Tanks wurden gemessen und die in 3 gezeigten Druckkurven wurden erhalten. Im Übrigen waren in dem Hybrid – Gasgenerator aus Beispiel 1 alle rostfreien Bänder, welche die Düsen verschließen, nach dem Test aufgebrochen.
Wie aus den Druckkurven in 3 offensichtlich ist, wurde bekräftigt, dass, wenn der Hybrid – Gasgenerator aus Anspruch 1, wobei die Gesamtöffnungsfläche der Düsen verändert werden kann, bei einer Airbag – Vorrichtung eingesetzt wird, die Ausflussmenge des mit Druck beaufschlagten Mediums und des Verbrennungsgases gesteuert werden kann, um in einem erwünschten Zustand zu liegen.

Claims

Hybrid-Gasgenerator (100) für ein Sicherheitssystem einer sich aufblasenden Bauart für ein Fahrzeug, ausgestattet mit einen Airbag, umfassend: ein Gasgeneratorgehäuse (102), das mit einem mit Druck beaufschlagten Medium befüllt ist, einen Gaserzeuger (108), welcher in dem Gasgeneratorgehäuse (102) angeordnet ist und mit zumindest einer Gaserzeugungskammer (120) einschließlich eines Gaserzeugungsmittels (124) ausgestattet ist, und ein Zündmittel (115, 117), welches an den Gaserzeuger angeschlossen ist, wobei ein Fließdurchgang, durch welches das mit Druck beaufschlagte Medium zu der Zeit der Aktivierung des Hybrid-Gasgenerators (100) fließt, auf halbem Weg durch eine aufbrechbare Platte (178) verschlossen ist und wobei eine Vielzahl von Düsen (166) zum Steuern der Ausflussmenge des mit Druck beaufschlagten Mediums und eines Verbrennungsgases in dem Durchgang, durch welchen das mit Druck beaufschlagte Medium fließt, bereitgestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl der Düsen (166) durch ein Abschirmmittel (160) verschlossen ist, so dass das Abschirmmittel entsprechend zu einem Anstieg des Innendrucks aufgebrochen wird und eine Gesamtöffnungsfläche der Düsen schrittweise verändert wird.
Hybrid-Gasgenerator (100) nach Anspruch 1, wobei eine Vielzahl der Düsen (166) zum Steuern der Ausflussmenge des mit Druck beaufschlagten Mediums und des Verbrennungsgases in dem Fließdurchgang vor der aufbrechbaren Platte (178) angeordnet ist.
Hybrid-Gasgenerator (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Fließdurchgang vor der aufbrechbaren Platte (178) aus einem zylindrischen Element (170) gebildet ist, wobei eine Endseite des zylindrischen Elements (170) der aufbrechbaren Platte (178) gegenüber liegt, während die andere Endseite davon geschlossen ist, und wobei an einer Seitenfläche eine Vielzahl von Düsen (166) mit Durchgangslöchern vorgesehen ist.
Hybrid-Gasgenerator (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Fließdurchgang vor der aufbrechbaren Platte (178) aus einem zylindrischen Element (170) gebildet ist, und eine Endseite des zylindrischen Elements (170) der aufbrechbaren Platte (178) gegenüber liegt, während an der anderen Endseite davon eine Vielzahl von Düsen (166) mit Durchgangslöchern vorgesehen ist.
Hybrid-Gasgenerator (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Abschnitt des Fließdurchgangs vor der aufbrechbaren Platte (178) aus einem zylindrischen Element (170) gebildet ist, und wobei eine Endseite des zylindrischen Elements (170) der aufbrechbaren Platte (178) gegenüber liegt, während an der anderen Endseite und an der Seitenfläche davon eine Vielzahl von Düsen (166) mit Durchgangslöchern vorgesehen ist.
Hybrid-Gasgenerator (100) nach Anspruch 1, wobei eine Vielzahl von Düsen (182) zum Steuern der Ausflussmenge des mit Druck beaufschlagten Mediums und eines Verbrennungsgases in dem Fließdurchgang hinter der aufbrechbaren Platte (178) vorgesehen ist.
Hybrid-Gasgenerator (100) nach Anspruch 6, wobei ein Abschnitt des Fließdurchgangs hinter der aufbrechbaren Platte (178) aus einem zylindrischen Element (170) gebildet ist, und wobei eine Endseite des zylindrischen Elements (170) der aufbrechbaren Platte (178) gegenüber liegt, während an der anderen Endseite und/oder einer Seitenfläche davon eine Vielzahl von Düsen (178) mit Durchgangslöchern vorgesehen ist.
Hybrid-Gasgenerator (100) nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Fließdurchgang hinter der aufbrechbaren Platte (178) eine Auslassöffnung (182) für das mit Druck beaufschlagte Medium und das aus dem Hybrid-Gasgenerator (100) abgelassene Verbrennungsgas ist.
Hybrid-Gasgenerator (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei jeweilige Öffnungsflächen einer Vielzahl von Düsen (166, 182) zueinander gleich sind oder voneinander unterschiedlich sind.
Hybrid-Gasgenerator (100) nach einem der Ansprüche 2, 5 und 9, wobei, wenn eine Vielzahl von Düsen (166) in dem Fließdurchgang (105a) vor der aufbrechbaren Platte (178) ausgebildet ist, ein Teil einer Vielzahl von Düsen (166) durch ein Abschirmmittel (160) verschlossen ist.
Hybrid-Gasgenerator (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei, wenn eine Vielzahl von Düsen (182) in dem Fließdurchgang hinter der aufbrechbaren Platte (178) bereitgestellt ist, ein Teil oder die Gesamtheit der Vielzahl der Düsen (182) durch ein Abschirmmittel (160) verschlossen ist.
Hybrid-Gasgenerator (100) nach Anspruch 1, 10 oder 11, wobei das Abschirmmittel (160) entsprechend zu einem Anstieg des Innendrucks zu einem Zeitpunkt der Aktivierung aufgebrochen wird.
Hybrid-Gasgenerator (100) nach Anspruch 11 oder 12, wobei, wenn die Gesamtheit einer Vielzahl von Düsen (166, 182) durch ein Abschirmmittel (160) verschlossen ist, die Drücke, welche zum Aufbrechen einiger oder der Gesamtheit der Abschirmmittel (160) erforderlich sind, unterschiedlich sind.
Hybrid-Gasgenerator (100) nach einem der Ansprüche 1 und 10 bis 13, wobei das Abschirmmittel (160) ein Metallband mit einer Dicke von 30 bis 300 μm ist.
Airbag-Vorrichtung umfassend: ein Aktivierungssignalausgabemittel mit einem Aufprallsensor und einer Steuereinheit, und ein Modulgehäuse, in welchem ein Hybrid-Gasgenerator (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 und ein Airbag angeordnet sind.