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Technisches Gebiet, dem
die Erfindung angehört
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine einen Formartikel mit einer
Gaserzeugungsverbindung umfassende Aufblasvorrichtung für einen
Airbag, die für
ein Haltesystem mit Airbags geeignet ist, das in Kraftfahrzeugen
etc. befestigt ist, und eine Airbagvorrichtung, die diese Aufblasvorrichtung
verwendet.
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Stand der
Technik
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Herkömmlicherweise
wurden verschiedene Gaserzeugungswirkstoffe für Airbags in Aufblasvorrichtungen
für einen
Airbag als Schutzvorrichtung für
einen Lenker in einem Kraftfahrzeug verwendet. Als Gaserzeugungswirkstoff
für Airbags
wurden oft Verbindungen, die Natriumazid umfassen, verwendet. Die
Toxizität von
Natriumazid für
den menschlichen Körper
(LD50 (Ratten oral verabreicht) = 27 mg/kg) und dessen Gefahr zum
Zeitpunkt der Verarbeitung werden jedoch als problematisch angesehen,
und deshalb wurden, anstelle der obigen Verbindung, verschiedene
Gaserzeugungsverbindungen, die Stickstoff enthaltende organische Verbindungen
enthalten, als sicherere, azidfreie Gaserzeugungsverbindungen entwickelt.
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US-A
4,909549 offenbart eine Verbindung, die eine Wasserstoff enthaltende
Tetrazol- oder Triazolverbindung
und ein Sauerstoff enthaltendes Oxidationsmittel umfasst. US-A 4,370,181
offenbart eine Gaserzeugungsverbindung, die ein wasserstofffreies
Bitetrazol-Metallsalz
und ein sauerstofffreies Oxidationsmittel umfasst. US-A 4,369,079
offenbart eine Gaserzeugungsverbindung, die ein wasserstofffreies
Bitetrazol-Metallsalz und ein Alkalimetallnitrat, ein Alkalimetallnitrit,
ein Erdalkalimetallnitrat, ein Erdalkalimetallnitrit, oder eine Mischung
davon umfasst. US-A 5,542,999 offenbart eine Gaserzeugungsverbindung,
die einen Treibstoff, wie beispielsweise GZT, TAGN, NG (Nitroguanidin)
oder NTO, basisches Kupfernitrat, einen Katalysator, der toxisches
Gas reduziert, und ein Kühlmittel
umfasst. JP-A 10-72273 offenbart eine Gaserzeugungsverbindung, die ein
Bitetrazol-Metallsalz, ein Bitetrazolammonium-Metallsalz, oder Aminotetrazol, und
Ammoniumnitrat umfasst.
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Der
Aufbau der Aufblasvorrichtung für
einen Airbag muss in Übereinstimmung
mit den Eigenschaften des verwendeten Gaserzeugungswirkstoffes oder ähnliches
optimiert werden. WO-A 00/50273 offenbart eine Aufblasvorrichtung,
die eine azidfreie Gaserzeugungsverbindung verwendet, die weniger
feste Rückstände bildet,
insbesondere eine Gaserzeugungsverbindung, die 54 bis 67% Guanidinnitrat
und 33 bis 46% eines Ammoniumperchlorat und Natriumnitrat umfassenden
Oxidationsmittels umfasst, und die keinen Filter aufweist. US-A
6,143,102 offenbart in der Tabelle 2, dass Schlacke als Feststoffe
wiedergewonnen werden können,
indem Aluminiumoxid und Silica hinzugefügt werden. Zusätzlich sind
die Schriften JP-A 11-503104, US-A 6,126,197 etc. bekannt.
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Die
oben beschriebenen azidfreien Gaserzeugungsverbindungen bringen
im Hinblick auf die Verbrennungsflammentemperatur, die Verbrennungsrate,
den Phasenübergang,
eine erzeugte Menge Kohlenmonoxyd und Stickstoffoxiden, und den
Gasausstoß Probleme
mit sich. Wenn die Gaserzeugungsverbindung in US-A 4,369,079 tatsächlich verwendet
wird, benötigt
man aufgrund der hohen Verbrennungsflammentemperatur sehr viel Kühlmittel.
Die Verbindung in dem Dokument US-A 5,542,999 ist aufgrund ihrer
niedrigen Verbrennungsrate in kurzer Zeit möglicherweise nicht vollständig verbrennbar.
In dem Gaserzeugungswirkstoff in der Schrift JP-A 10-72273 können die
Formartikel durch eine Veränderung
der Form aufgrund des Phasenübergangs
von Ammoniumnitrat in dem verwendeten Temperaturbereich brechen,
und somit gelingt es nicht, eine solide Verbrennung zu erreichen.
In dem Stand der Technik, der sich auf einen oben beschriebenen
azidfreien Gaserzeugungswirkstoff bezieht, wird ein Treibstoff,
wie beispielsweise Tetrazol, Nitroguanidin, oder TAGN verwendet,
jedoch gehören
all diese Verbindungen zu den gefährlichen Substanzen und sollten
zum Zeitpunkt der Verarbeitung mit großer Vorsicht behandelt werden.
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Die
Schrift WO-A 00/50273 offenbart eine Aufblasvorrichtung ohne einen
Filter, indem eine Menge von Feststoffen (Verbrennungsrückstände) verringert
wird (wobei offenbart ist, dass die Rückstände auf vorzugsweise 15% oder
weniger reduziert werden), die durch die Verbrennung der Gaserzeugungsverbindung
gebildet werden. Wenn die Verbrennungsrückstände in den Airbag abgegeben
werden, kann eine Beschädigung,
wie beispielsweise ein Schaden an dem Airbag, auftreten, jedoch
wird in diesem Stand der Technik der Großteil der Gaserzeugungsverbindung
durch Verbrennung in ein Gas umgewandelt, wodurch die Notwendigkeit
einer Trennung von Verbrennungsrückständen von
dem Verbrennungsgas anhand eines Filters verringert wird. Man schätzt, dass
die erzeugte Menge derartiger Verbrennungsrückstände durch die Menge oder die
Art der in der Gaserzeugungsverbindung enthaltenen Metallkomponenten
beeinflusst wird. Es ist kein Element, das einem Filter entspricht,
in den Zeichnungen der Schriften JP-A 11-503104 und US-A 6,126,197 gezeigt, wobei,
wie in WO-A 00/50273, die Menge der in dem Gaserzeugungswirkstoff
enthaltenen, verwendeten Metallkomponenten niedrig ist, und somit
wird die erzeugte Menge an Verbrennungsrückständen verringert und ein Filter
unnötig.
Sollte es gelingt, dass ein Filter überflüssig wird, kann die Forderung
nach Miniaturisierung und Gewichtsreduzierung der Aufblasvorrichtung
erfüllt
werden.
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Das
Dokument US-A 6,143,102 offenbart, dass Schlacke in Form von Feststoffen
wieder gewonnen wird, indem Aluminiumoxid und Silica hinzugefügt werden,
aber die Schrift offenbart nicht, dass der Filter entfernt werden
kann.
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Des
Weiteren ist eine Aufblasvorrichtung für einen Airbag gemäß der Präambel des
Anspruch 1 aus dem Stand der Technik WO 01/056953 A1 bekannt. Insbesondere
betrifft der Stand der Technik eine Gaserzeugungsverbindung für eine Aufblasvorrichtung
eines Airbags. Die Aufblasvorrichtung des Stands der Technik ist
jedoch schwer und groß.
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Eine
Gas erzeugende Vorrichtung ist aus
EP 0 476 886 A1 bekannt, die unter anderem
einen ersten Filter und einen zweiten Filter umfasst. Aufgrund der
Bereitstellung der einigen Filter ist der Aufbau der aus dem Stand
der Technik bekannten Aufblasvorrichtung komplex und auch diese
bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, dass sie groß ist.
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Aus
dem Stand der Technik Dokument
US 6,196,581 B1 ist eine Airbag-Aufblasvorrichtung
bekannt, die eine Filtereinrichtung mit einem Druckabfall von 3
bis 15 kPa aufweist.
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Schließlich ist
eine Aufblasvorrichtung aus
EP
0 482 852 A1 bekannt, die einen Formartikel aus einer Gaserzeugungsverbindung
umfasst, die aus Strontiumnitrat gebildet ist. Eine derartige Verbindung
weist jedoch eine Verbrennungstemperatur von mehr als 2000°C auf. Um
die Verbrennungstemperatur bei Benützung der Aufblasvorrichtung
gemäß diesem
Stand der Technik zu senken, ist es demgemäß notwendig, einen großen Kühler/Filter
bereit zu stellen, wodurch die Größe und das Gewicht einer derartigen
Aufblasvorrichtung erhöht
wird.
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Offenbarung
der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Aufblasvorrichtung
für einen
Airbag und eine Airbag-Vorrichtung, die diese verwendet, bereit
zu stellen, die für
eine Verkleinerung und Gewichtsreduzierung geeignet ist, indem ein
Formartikel mit einer Gaserzeugungsverbindung verwendet wird, wobei
ein Verbrennungsgas leicht von den Verbrennungsrückständen getrennt werden kann.
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Die
beteiligten Erfinder führten
ausgedehnte Untersuchungen mit dem Gesichtpunkt durch, die Trennung
eines Verbrennungsgases von den Verbrennungsrückständen zu erleichtern, die durch
die Verbrennung eines Gaserzeugungswirkstoffs erzeugt werden, ohne
einen herkömmlichen
hochdichten und dicken Filter oder ein Kühlmittel mit großem Druckabfall
in dem Verbrennungsgas zu verwenden. Folglich fanden die beteiligten
Erfinder eine Vorrichtung zur leichten Trennung eines Verbrennungsgases
von den Verbrennungsrückständen, indem
nicht die Menge der Verbrennungsrückstände reduziert wurde, um eine
Menge von Feinverbrennungsrückständen (Staub),
wie in der Schritt WO-A 00/50273 gezeigt, zu verringern, sondern
indem man auf effektive Weise zuließ, dass während dem Einführen einer
erzeugten Gasmenge, die ausreicht, einen Airbag zu auszudehnen und
zu entfalten, Verbrennungsrückstände mit
weniger Staub zurückbleiben,
wodurch die vorliegende Erfindung abgeschlossen wurde.
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Als
Mittel zur Lösung
des Problems stellt die vorliegende Erfindung eine in dem Anspruch
1 definierte Aufblasvorrichtung für einen Airbag bereit.
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In
der vorliegenden Erfindung ist mit „Verbrennungskammer" eine Kammer gemeint,
die den Gaserzeugungswirkstoff selbst aufnimmt. In der vorliegenden
Erfindung ist mit „Metall" entweder ein Metall
oder ein Halbmetall, oder ein Metall und ein Halbmetall gemeint.
In der vorliegenden Erfindung basiert die (theoretische) Verbrennungsflammentemperatur
auf theoretischen Berechnungen. In der vorliegenden Erfindung bezieht sich
das „Metall
oder das Metalloxid nach Verbrennung des Formartikels mit der Gaserzeugungsverbindung" nicht nur auf ein
Metall oder Metalloxid, das durch die Verbrennung erzeugt wird,
sondern auch auf ein Metall oder Metalloxid (wie beispielsweise
Silica oder Aluminiumoxid), das sich weder vor noch nach der Verbrennung ändert.
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Wenn
in der Erfindung die Voraussetzung (A) erfüllt ist, ist es einfach, die
Verbrennungsrückstände zu bilden,
während
es einfach ist, die in der Voraussetzung (B) vorgeschribenen Verbrennungsrückstände, groß auszubilden.
In der vorliegenden Erfindung sind mit „Großverbrennungsrückständen" die Verbrennungsrückstände gemeint,
die selbst nach der Verbrennung groß sind und in der Verbrennungskammer
bleiben, ausgenommen von den Verbrennungsrückständen (Staub) in Form von feinem
Puder, die leicht aus der Aufblasvorrichtung abgegeben werden können. Die
Form der Rückstände ist
nicht begrenzt.
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Bei
der Voraussetzung (A) ist die eigentliche Verbrennungsflammentemperatur
des Gaserzeugungswirkstoffs aufgrund der Wärmeausbreitung zur Außenseite
der Aufblasvorrichtung niedriger als der theoretische Wert. Selbst
wenn der Schmelzpunkt der Verbrennungsrückstände (Metall oder Metalloxid)
gleich hoch wie die theoretische Verbrennungsflammentemperatur ist,
ist somit der Schmelzpunkt hinreichend höher als die eigentliche Verbrennungsflammentemperatur.
Die (theoretische) Verbrennungsflammentemperatur in der Voraussetzung
(A) beträgt
wünschenswerterweise
1800°C oder
weniger, vorzugsweise 1600°C,
oder vorzugsweise 1400°C,
und vorzugsweise 1200°C
oder weniger, wobei die untere Grenze der Verbrennungsflammentemperatur
wünschenswerterweise
800°C, und
vorzugsweise 900°C
beträgt.
In dem Bereich, in dem sich die Funktionen der Aufblasvorrichtung
für einen
Airbag nicht verschlechtern, ist eine niedrigere Verbrennungsflammentemperatur
des Formartikels mit der Gaserzeugungsverbindung vorzuziehen, da
die Verbrennungsrückstände leicht
gebildet werden können
und die Notwendigkeit zur Kühlung
des Verbrennungsgases verringert werden kann.
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In
dem Metall oder Metalloxid des Formartikels mit der Gaserzeugungsverbindung
nach der Verbrennung, beträgt
in der Voraussetzung (A) das Metall oder das Metalloxid mit einem
höheren
Schmelzpunkt als die Verbrennungsflammentemperatur des Formartikels
mit der Gaserzeugungsverbindung nicht weniger als 2% nach Gewicht,
vorzugsweise nicht weniger als 5% nach Gewicht, oder vorzugsweise
50% nach Gewicht, und vorzugsweise 90% nach Gewicht. Je höher das
Verhältnis,
desto leichter bilden sich große
Verbrennungsrückstände.
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In
der Voraussetzung (B) entspricht die Form des Formartikels mit der
Gaserzeugungsverbindung vorzugsweise der Form der großen Verbrennungsrückstände. Wenn
es nach der Verbrennung keine oder kleinere Änderungen hinsichtlich der
Form des Formartikels mit der Gaserzeugungsverbindung gibt, bedeutet
das, dass kaum oder keine feinen Verbrennungsrückstände (Staub) erzeugt werden.
Dem gemäß wird ein
Einströmen
des Staubs in einen Airbag verhindert oder gesenkt.
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In
der Voraussetzung (B) beträgt
das Verhältnis
(Gewichtsverhältnis)
der Menge der großen
Verbrennungsrückstände zu der
Formartikelmenge der Gaserzeugungsverbindung vor der Verbrennung
vorzugsweise 10% oder mehr, vorzugsweise 20% oder mehr, und vorzugsweise
30% oder mehr, und die obere Grenze dieses Verhältnisses beträgt vorzugsweise
60%. Es ist ein Verhältnis
in dem Bereich von 10 bis 60% vorzuziehen, um ein Gas zu erzeugen,
das ausreicht, einen Airbag auszudehnen, und um große Verbrennungsrückstände zu erzeugen,
vorzugsweise große
Verbrennungsrückstände, die
vor und nach der Verbrennung eine ähnliche Form aufweisen.
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In
der Voraussetzung (B) beträgt
das Verhältnis
(Gewichtsverhältnis)
der Menge der großen
Verbrennungsrückstände zu der
theoretischen Rückstandsmenge
vorzugsweise 50% oder mehr, vorzugsweise 80% oder mehr, vorzugsweise
90% oder mehr, und vorzugsweise 95% oder mehr. Hierbei umfasst die „theoretische Rückstandsmenge" die Summe des Metalls,
des Metalloxids (einschließlich
eines Metallkomplex-Oxids) etc., nach Gewicht, dass ein gasförmiges Produkt,
das durch die Verbrennung von (a) einem Gas, (b) einem Metall enthaltenden
Oxidationsmittel, (c) einem Bindemittel, (d) einem Zusatzstoff,
die den Formartikel mit der Gaserzeugungsverbindung darstellen,
gebildet wird, ausschließt.
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Der
Metallgehalt des in der Erfindung verwendeten Formartikels mit der
Gaserzeugungsverbindung beträgt
vorzugsweise 20 bis 50% nach Gewicht, und vorzugsweise 20 bis 45%
nach Gewicht. Es ist ein Metallgehalt von 20 bis 50% nach Gewicht
vorzuziehen, da große
Verbrennungsrückstände, vorzugsweise
große Verbrennungsrückstände, die
vor und nach der Verbrennung eine ähnliche Form aufweisen, leicht
zu bilden sind.
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Indem
die numerischen Voraussetzungen in der vorliegenden Erfindung erfüllt wurden,
können
die großen
Verbrennungsrückstände, vorzugsweise
große
Verbrennungsrückstände, die
vor und nach der Verbrennung eine ähnliche Form aufweisen, leicht
gebildet werden, und der Formartikel mit der Gaserzeugungsverbindung
weist nach der Verbrennung eine poröse bzw. durchlässige Form
auf, deren äußeres Erscheinungsbild
durch die Metallkomponente beibehalten wird, die übrig bleibt,
nachdem in Gas verwandelte Komponenten in Form von Gas entfernt
wurden.
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Das
in der vorliegenden Erfindung verwendete durchlässige Trennelement kann in
Form eines einschichtigen Körpers
oder eines laminierten Körpers,
der aus zwei oder mehr Schichten mit unterschiedlichen Funktionen
besteht, ausgebildet sein. Der einschichtige Körper oder der laminierte Körper kann
ja nach Verbrennungsflammentemperatur ausgewählt werden, die auf die Zusammensetzung
des Formartikels mit der Gaserzeugungsverbindung, auf die Leichtigkeit
in der Bildung von Verbrennungsrückständen, etc.,
zurückzuführen ist.
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In
der vorliegenden Erfindung, wenn das durchlässige Material aus einem einschichtigen
Körper
besteht, ist das durchlässige
Trennelement vorzugsweise ein Trageelement, das eine erste Lecksteuerungsfunktion,
um zumindest vor und während
der Verbrennung das Ausströmen
des Formartikels mit der Gaserzeugungsverbindung aus dem Gasentladungsanschluss
zu verhindern. Des Weiteren ist das Tragelement vorzugsweise mit
einer zweiten Lecksteuerungsfunktion ausgestattet, um zu verhindern,
dass während
und nach der Verbrennung die Verbrennungsrückstände aus dem Gasentladungsanschluss
austreten.
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In
der zuvor beschriebenen Erfindung kann das durchlässige Trennelement,
wenn das durchlässige Trennelement
aus einem laminierten Körper
mit zwei oder mehr Schichten besteht, zusätzlich zu dem Trageelement
mit der ersten Lecksteuerungsfunktion, oder der ersten und der zweiten
Lecksteuerungsfunktion ein, zwei, oder drei Elemente umfassen, die
aus der Gruppe, die ein Haltelement zur Befestigung des Trageelements,
ein Schutzelement als Verformungsschutz für das Trageelement, und ein
Kühlmittel
zur Kühlung
des Verbrennungsgases umfasst, ausgewählt wurden.
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Das
Halteelement wird nicht nur bereitgestellt, um eine Trage- und Befestigungsfunktion
für das
Trageelement bereitzustellen, sondern auch um ein Auslaufen eines
Verbrennungsgases zwischen dem Trageelement und der inneren Wand
des Gehäuses
zu verhindern. Das Schutzelement ist radial außerhalb des Trageelements angeordnet,
um die Ausdehnung und die Verformung des Trageelements, die durch
den Druck eines Verbrennungsgases entstehen, zu verhindern, und
das Kühlmittel
ist radial innerhalb oder außerhalb
des Trageelements angeordnet, um eine Kühlfunktion für das Verbrennungsgas
auszuführen.
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Als
Trageelement und Kühlmittel
können
jene, die ein einschichtiges oder mehrschichtiges Metallgewebe mit
Tressenbindung, ein einschichtiges oder mehrschichtiges Metallgewebe
mit Leinenbindung, ein einfach genähtes Metallgewebe, maschendrahtförmiges Metallgewebe
(Streckmetall), gestanztes Metallgewebe oder ähnliches umfassen, verwendet
werden. Das Halteelement und das Schutzelement unterliegen keiner
besonderen Einschränkung,
insofern sie eine hervorragende Durchlässigkeit aufweisen und ihre
Funktion ausüben
können,
und somit kann ein gestanztes Metallgewebe oder ähnliches verwendet werden.
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Wenn
das durchlässige
Trennelement in der Form eines laminierten Körpers mit zwei oder mehr Schichten
erzeugt wird, ist es möglich,
nicht nur einen laminierten Körper,
der durch ein Verbinden von zwei oder mehr unabhängigen Elementen gebildet ist,
zu verwenden, sondern auch einen laminierten Körper, der aus einem zwei oder
mehr Schichten umfassenden Element besteht, das heißt, ein
Element, bei dem zwei oder mehr Schichten mit unterschiedlichen
Funktionen zu einer Einheit zusammengeschlossen sind.
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Der
laminierte Körper
wird auf folgende Weise verbunden:
(i) das Halteelement ist
innerhalb des Trageelements angeordnet; (ii) das Schutzelement ist
außerhalb
des Trageelements angeordnet; (iii) das Kühlmittel ist innerhalb oder
außerhalb
des Trageelements angeordnet; (iv) das Halteelement ist innerhalb
des Trageelements angeordnet, während
das Schutzelement oder das Kühlmittel
außerhalb
des Trageelements angeordnet sind; (v) das Schutzelement ist außerhalb
des Trageelements angeordnet, während
das Kühlmittel
innerhalb des Trageelements angeordnet ist; (vi) das Halteelement und
das Kühlmittel
sind innerhalb des Trageelements angeordnet, während das Schutzelement außerhalb
des Trageelements angeordnet ist; (vii) das Halteelement ist innerhalb
des Trageelements angeordnet, während das
Schutzelement und das Kühlmittel
außerhalb
des Trageelements angeordnet sind. In der vorliegenden Erfindung
kann das Trageelement von den obigen Punkten (i) bis (vii) ausgenommen
werden, oder das Trageelement kann mit einer Filterfunktion ausgestattet
werden.
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Der
Aufbau des durchlässigen
Trennelements bestehend aus dem zuvor beschriebenen einschichtigen
oder laminierten Körper
ist geeigneterweise in Abhängigkeit
von der Verbrennungsflammentemperatur bestimmt, die auf die Zusammensetzung
des Formartikels mit der Gaserzeugungsverbindung, auf die Leichtigkeit in
der Bildung von Verbrennungsrückständen, etc.,
zurück
zu führen
ist. Wenn beispielsweise die Verbrennungsflammentemperatur des Formartikels
mit der Gaserzeugungsverbindung niedrig ist, kann ein einfaches oder
gar kein Kühlmittel
verwendet werden, und wenn die großen Verbrennungsrückstände einfach
zu bilden sind, kann eine einfache oder gar keine Lecksteuerungsfunktion
für das
Trageelements verwendet werden.
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In
der zuvor beschriebenen Erfindung kann das durchlässige Trennelement
ein Element umfassen, das im Wesentlichen ein Verbrennungsgas nicht
kühlt.
Das Element, das im Wesentlichen ein Verbrennungsgas nicht kühlt, schließt mit Ausnahme
einer schwachen Kühlung
des Verbrennungsgases, das mit dem metallischen Trageelement in
Kontakt ist, etc., jenes aus, das bei einer effektiven Kühlung verwendet
wird (beispielsweise ein Element mit einer Kühlfunktion).
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Gemäß der Erfindung
beträgt
der Druckabfall des Verbrennungsgases an dem durchlässigen Trennelement
1 kPa oder weniger in der Standardatmosphäre bei 20°C und bis zu 1000 L/min Luftströmung, oder vorzugsweise
tritt im Wesentlichen kein Druckabfall auf. Ein geringer Abfall
des Drucks bedeutet, dass der zu entfernende Staub weniger häufig gebildet
wird, so dass keine oder einfache Filterfunktionen benötigt werden, und
es bedeutet auch, dass die Kühlfunktionen
niedrig sind.
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Der
Druckabfall ist gemäß der 8 in der Spalte 0067 in der Schrift JP-B
Nr. 2926040 gemessen. Als Element, das einen Druckabfall verursacht,
sind in den Spalten 38, 39, 89 und in den Zeichnungen in der Schrift
JP-B Nr. 2926040 beispielsweise Elemente (Filter, Kühlmittel)
offenbart, die jenem Trennelement entsprechen, das einen Druckabfall
von 10 kPa oder weniger verursacht, und jene Elemente, die dem Trennelement
entsprechen, das einen Druckabfall von 1 kPa oder weniger verursacht,
sind in der Schrift WO-A 01/62558 offenbart.
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In
der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise zwischen dem durchlässigen Trennelement
und dem Gasentladungsanschluss ein Abstand ausgebildet. Durch eine
derartige Anordnung kann eine Ansammlung des Verbrennungsgases in
dem Trennelement an einer Stelle, die dem Gasentladungsanschluss
gegenüber liegt,
verhindert werden.
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Weitere
bevorzugte Ausführungsformen
sind in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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Außerdem sind
die basischen Kupfernitrate in dem verwendeten Temperaturbereich
frei von einem Phasenübergang
und weisen einen hohen Schmelzpunkt und somit eine bessere thermische
Beständigkeit auf.
Ferner arbeiten die basischen Kupfernitrate, die Verbrennungsflammentemperatur
des Gaserzeugungswirkstoffs zu senken, wodurch eine Verringerung
der gebildeten Stickstoffoxidmengen erreicht wird.
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In
der Aufblasvorrichtung der Erfindung kann das Kühlmittel zur Kühlung eines
Verbrennungsgases, wie zuvor beschrieben, in Abhängigkeit von der Verbrennungsflammentemperatur
in der Voraussetzung (A) vereinfacht werden (das heißt, sein
Gewicht oder Volumen kann aufgrund einer Verringerung der Dichte,
einer Verringerung der Dicke, etc., verringert werden), und wenn
die Verbrennungsflammentemperatur 120°C oder weniger beträgt, kann
das Kühlmittel
im Wesentlichen weggelassen werden, wodurch das Gewicht und das Volumen
der Aufblasvorrichtung verringert und eine Reduzierung der Kosten
erzielt wird. Ferner können
die Filter vereinfacht oder entfernt werden (das heißt, ihr
Gewicht oder Volumen kann aufgrund einer Verringerung der Dichte,
einer Verringerung der Dicke, etc., vermindert werden), wodurch
ebenso eine wesentliche Verringerung der Kosten möglich ist.
Zusätzlich
kann das Kühlmittel
entfernt werden, während
der Filter entfernt oder verkleinert wird, so dass der Durchmesser
des Gasgenerators wesentlich verringert und der Gasgenerator verkleinert
werden kann. In der vorliegenden Erfindung zeigt der Gaserzeugungswirkstoff,
der ein Triazinderivat, wie beispielsweise Melamin, verwendet, eine
hohe Verbrennungsrate und einen sehr kleinen Druckindex (zum Beispiel
0,1 bis 0,3), wodurch er weniger von der Druckabhängigkeit
abhängt,
um dadurch vorteilhafterweise eine sehr leichte Regelung der Verbrennung
des Gaserzeugungswirkstoffs zu erzielen.
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Die
Aufblasvorrichtung für
einen Airbag der Erfindung kann beispielsweise als eine Aufblasvorrichtung für einen
Airbag für
eine Fahrerseite, eine Aufblasvorrichtung für einen Airbag für eine Beifahrerseite
neben dem Fahrer, eine Aufblasvorrichtung für einen Seitenairbag, eine
Aufblasvorrichtung für
einen aufblasbaren Vorhang, eine Aufblasvorrichtung für einen
Kniepolster, eine Aufblasvorrichtung für einen aufblasbaren Sitzgurt,
eine Aufblasvorrichtung für
ein röhrenförmiges System
und einen Gasgenerator für
einen Gurtstraffer in unterschiedlichen Fahrzeugen verwendet werden.
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Die
Aufblasvorrichtung in dem Fall einer pyrotechnischen Aufblasvorrichtung,
die nur ein durch Verbrennung erzeugtes Gas abgibt, kann eine Einfachaufblasvorrichtung
sein, in der ein einzelner den Formartikel mit der Gaserzeugungsverbindung
aufnehmender Raum und ein einzelner Zünder in dem Gehäuse angeordnet
sind, oder eine Doppelaufblasvorrichtung, in der zwei den Formartikel
mit der Gaserzeugungsverbindung aufnehmende Räume und ein oder zwei Zünder angeordnet
sind.
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Wahlweise
kann die Aufblasvorrichtung eine Aufblasvorrichtung aus einer einzelnen
zylindrisch ausgebildeten Form sein, die kein internes zylindrisches
Element zur Aufnahme der Entzündungsvorrichtung
aufweist.
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Die
Aufblasvorrichtung der Erfindung kann entweder einen pyrotechnischen
Aufbau, in dem ein Gas nur von dem Formartikel mit der Gaserzeugungsverbindung
zugeführt
wird, oder einen Hybridaufbau, in dem ein Gas sowohl von einem verdichteten
Gas, wie beispielsweise Argon, als auch von dem Gaserzeugungswirkstoff
zugeführt
wird, umfassen.
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Als
weitere Vorrichtung zur Lösung
des zuvor beschriebenen Problems, stellt die vorliegende Erfindung
eine Airbagvorrichtung bereit, die die zuvor beschriebene Aufblasvorrichtung
für einen
Airbag, einen Aufprallsensor, der nach dem Wahrnehmen eines Aufpralls
die Aufblasvorrichtung startet, einen Airbag, der sich durch Einführen eines
in der Aufblasvorrichtung erzeugten Gases in den Airbag ausdehnt,
und ein Modulgehäuse,
das den Airbag aufnimmt, umfasst.
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In
der Aufblasvorrichtung für
einen Airbag der vorliegenden Erfindung wird der Formartikel mit
der Gaserzeugungsverbindung, der die Voraussetzungen (A) und (B)
erfüllt,
verwendet. Folglich kann ein Kühlmittel
zur Kühlung
eines Gases, das durch Verbrennung des Formartikels mit der Gaserzeugungsverbindung
erzeugt wird, als überflüssig erachtet
oder vereinfacht werden, und ein Filter zur Reinigung eines Gases
kann als überflüssig erachtet
oder vereinfacht werden, wodurch eine Aufblasvorrichtung mit einer
kleineren Größe, einem
leichteren Gewicht und niedrigeren Kosten realisierbar ist.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
eine vertikale Querschnittansicht, die eine Ausführungsform einer Aufblasvorrichtung
darstellt.
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2 zeigt
eine vertikale Querschnittansicht, die eine weitere Ausführungsform
der Aufblasvorrichtung darstellt.
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3 zeigt
eine Behälterkennlinie
in dem Beispiel 1.
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4 zeigt
eine Innendruckkennlinie einer Verbrennung in dem Beispiel 1.
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5 zeigt
ein Foto, das einen Verbrennungsrückstandszustand nach der Verbrennung
in dem Beispiel 1 darstellt.
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- 3
- Gehäuse
- 5
- Zünder
- 8
- Formartikel
mit der Gaserzeugungsverbindung
- 10
- Gasentladungsanschluss
- 71
- Halteelement
- 72
- Trageelement
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung
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Im
Nachfolgenden sind die Ausführungsformen
einer Aufblasvorrichtung für
einen Airbag der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen
beschrieben. 1 zeigt eine vertikale Querschnittansicht der
Aufblasvorrichtung dieser Ausführungsform,
die einen Aufbau aufweist, der sich insbesondere zur Anordnung auf
der Fahrerseite eignet.
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In
dieser Aufblasvorrichtung sind eine Diffusorschale 1 mit
einem Gasentladungsanschluss 10 und eine Verschlussschale 2,
die zusammen mit der Diffusorschale 1 den Innenraum bildet,
an einem Flansch 15 miteinander verbunden, um ein Gehäuse 3 zu
bilden, und das Gehäuse 3 ist
mit einem Unterteilungswandelement 4 versehen, das eine
im Wesentlichen zylindrischen Form mit einem oberen Ende aufweist.
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Eine
Entzündungsvorrichtung
zum Starten der Aufblasvorrichtung ist innerhalb des Unterteilungswandelements 4 bereit
gestellt. In dieser Ausführungsform
umfasst die Entzündungsvorrichtung
einen Zünder,
der nach Erhalt eines elektrischen Startsignals betätigt wird,
und eine Übertrittsladung 6,
die durch die Betätigung des
Zünders
entzündet
und verbrannt wird, um einen Formartikel 8 mit der Gaserzeugungsverbindung
zu verbrennen.
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Ein
kreisförmiger
Abstand 17, der das Unterteilungswandelement 4 umgibt,
wird mit den Formartikeln 8 mit der Gaserzeugungsverbindung
angefüllt,
die verbrannt werden und ein Gas erzeugen, das die Voraussetzungen
(A) und (B) erfüllt.
Der Formartikel 8 mit der Gaserzeugungsverbindung wird
durch Flammen der Übertrittsladung 6 entzündet, die
aus einem Flammen übertragenden
Anschluss 9, der in dem Unterteilungswandelement 4 angeordnet
ist, ausgestoßen
werden. Der Formartikel 8 mit der Gaserzeugungsverbindung, der
in den kreisförmiger
Abstand 17 gefüllt
ist, wird durch ein ringförmiges
Plattenelement 12 gehalten, das auf der Seite der Verschlussschale 2 geordnet
ist, um zu verhindern, dass der Artikel aufgrund von Schwingungen bricht.
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Zwischen
dem Gasentladungsanschluss 10 und einem in den kreisförmiger Abstand 17 gefüllten Formartikel 8 mit
der Gaserzeugungsverbindung (wobei der kreisförmiger Abstand sowohl einer
Kammer entspricht, die einen Formartikel 8 mit der Gaserzeugungsverbindung
aufbewahrt, als auch einer Verbrennungskammer, in der ein Formartikel 8 mit
der Gaserzeugungsverbindung verbrannt wird) ist ein laminierter
Körper bereit
gestellt, der ein Trageelement 72 und ein Halteelement 71 umfasst
und einem durchlässigen
Trennelement 70 (im Nachfolgenden als „Trennelement" bezeichnet) entspricht.
Das Trageelement 72 ist durch ein einmaliges Umwickeln
eines Metallgewebes mit Leinenbindung gebildet. Ein durch die Verbrennung
des Formartikels 8 mit der Gaserzeugungsverbindung erzeugtes
Verbrennungsgas wird aus dem Gasentladungsanschluss 10 abgegeben,
nachdem es das Halteelement 71 und das Trageelement 72 durchlaufen
hat.
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Das
Trageelement 72 weist eine erste Lecksteuerungsfunktion,
um vor und während
der Verbrennung das Ausströmen
des Formartikels 8 mit der Gaserzeugungsverbindung aus dem
Gasentladungsanschluss 10 zu verhindern, und eine zweite
Lecksteuerungsfunktion auf, um zu verhindern, dass während und
nach der Verbrennung die Verbrennungsrückstände, die eine Form aufweisen,
die ähnlich
zu der des Formartikels 8 mit der Gaserzeugungsverbindung
vor der Verbrennung ist, aus dem Gasentladungsanschluss 10 austreten.
Die Größe und Anzahl
von Öffnungen, über die
das Trageelement 72 verfügt, werden in Abhängigkeit
von der Größe und der
Form des verwendeten Formartikels 8 mit der Gaserzeugungsverbindung,
der Größe und Anzahl der
Verbrennungsrückstände, und
der Beziehung zu dem zuvor beschriebenen Druckabfall bestimmt.
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Das
Halteelement 71 weist einen Flansch 16 auf, der
entlang der Innenfläche
der Diffusorschale 1 nach innen gebogen ist, und der eine
Funktion zum Halten und Befestigen des Trageelement 72 und
eine Funktion zur Verhinderung einer Engstelle für das Verbrennungsgas, das
zwischen der axialen Endfläche
des Trageelements 72 und der inneren Wandfläche des
Gehäuses 3 durchführt, aufweist
(mit anderen Worten, eine Funktion, die verhindert, dass das Verbrennungsgas
aus dem Gasentladungsanschluss 10 austritt ohne das Trageelement 72 zu
durchlaufen).
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Das
Trennelement 70 (Trageelement 72 und Halteelement 71)
verursacht keinen wesentlichen Druckabfall in einem Verbrennungsgasstrom,
wobei der Druckabfall des Verbrennungsgases 0,1 kPa oder weniger in
der Standardatmosphäre
bei 20°C
und bis zu 1000 L/min Luftströmung
beträgt,
und kein wesentlicher Druckabfall auftritt. Das Trennelement 70 (Trageelement 72 und
Halteelement 71) hält
nicht ausdrücklich
Staub auf, sondern kann den ganzen Staub oder Teile des Staubs dann
aufhalten, wenn kein wesentlicher Druckabfall verursacht wird.
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Ein
Abstand 11 ist axial außerhalb des Trageelements 72 ausgebildet,
das heißt,
zwischen dem Trageelement 72 und der peripheren Innenfläche des
Gehäuses 3.
mit dem Abstand 11 kann ein Gas, das durch Verbrennung
des Formartikels 8 mit der Gaserzeugungsverbindung daran
gehindert werden, auf konvergente Weise Teile des Trageelements 72,
das gegenüber
dem Gasentladungsanschluss 10 liegt, zu durchlaufen. In dieser
Ausführungsform
wird das Trageelement 72, das im Wesentlichen frei von
Druckabfall ist, selbst bei Durchgang eines Gases kaum verformt,
und somit kann ein außerhalb
bereit gestelltes Element zur Vermeidung einer Ausdehnung und einer
Verformung weg gelassen oder vereinfacht werden.
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In
der Ausführungsform
der 1 kann das Trennelement 70 nur das Halteelement 71 ohne
dem Trageelement 72 umfassen. In diesem Fall ist das Halteelement 71 mit
der ersten und der zweiten Lecksteuerungsfunktion ausgestattet.
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Im
Folgenden wird die Arbeitsweise der in der 1 gezeigten
Aufblasvorrichtung beschrieben. Der Zünder 5 wird betätigt, um
die Übertrittsladung 6 zu
entzünden,
und eine Flamme der Übertrittsladung
dringt in die Flammenübertrittsöffnung 9 ein
und zerbricht ein Dichtungsband 9a, worauf diese in die
Verbrennungskammer (kreisförmiger
Abstand 17) ausgestoßen
wird, um den Formartikel 8 mit der Gaserzeugungsverbindung
zu entzünden
und zu verbrennen. Danach durchläuft
das Verbrennungsgas das Trageelement 72 und wird aus der
Gasentladungsöffnung 10 abgegeben,
um einen Airbag aufzublasen und zu entfalten.
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Da
der Formartikel 8 mit der Gaserzeugungsverbindung die Voraussetzungen
(A) und (B) erfüllt,
werden große
Verbrennungsrückstände (Schlacke)
gebildet, die eine Form aufweisen, die ähnlich der des Formartikels 8 mit
der Gaserzeugungsverbindung ist, und es wird nur eine geringe Menge
an feinen Verbrennungsrückständen (Staub)
erzeugt. Dem gemäß wird kaum
Staub aus dem Gasentladungsanschluss 10 abgegeben und in
den Airbag eingeführt,
selbst wenn das Trageelement 72 dünn und leichtgewichtig mit
wenig Druckabfall ausgebildet ist. Wenn Staub erzeugt wird, kann
ein Teil des Staubs oder der ganze Staub durch das Trageelement 72 aufgehalten
werden.
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In
der vorliegenden Aufblasvorrichtung kann ein Kühlmittel oder ein Filter weg
gelassen oder vereinfacht werden, so dass eine Reduzierung der Fertigungskosten,
der Größe, und
des Gewichts des Gasgenerators realisiert werden kann.
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Im
Folgenden wird eine weitere Ausführungsform
der Aufblasvorrichtung der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf
die 2 beschrieben. Die 2 zeigt
eine vertikale Querschnittansicht einer Aufblasvorrichtung für einen
Airbag in einer weiteren Ausführungsform.
Die in der 2 gezeigte Aufblasvorrichtung
weist ebenfalls einen Aufbau auf, der zur Anordnung auf einer Fahrerseite
geeignet ist. Diese Aufblasvorrichtung unterscheidet sich jedoch
von der in der 1 gezeigten Aufblasvorrichtung
dahingehend, dass der den Formartikel 8 mit der Gaserzeugungsverbindung
aufnehmende Raum in zwei Abschnitte unterteilt ist.
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In
der in der 2 gezeigten Aufblasvorrichtung
ist ein Gehäuse 3,
das eine Diffusorschale 1 und eine Verschlussschale 2 umfasst,
durch ein inneres zylindrisches Element 24 in zwei Kammern
unterteilt, und das Innere des inneren zylindrischen Elements 24 ist
durch eine Unterteilungswand 13, die sich in die radiale
Richtung erstreckt, in zwei axial nebeneinander liegende Kammern
unterteilt. Folglich ist in der in der 2 gezeigten
Aufblasvorrichtung das Innere des Gehäuses 3 in drei Kammern
unterteilt, wie zum Beispiel in einen kreisförmigen Raum 50 axial
außerhalb
des inneren zylindrischen Elements 24, in einen oberen
Raum 51 innerhalb des inneren zylindrischen Elements 24,
und in einen unteren Raum 52 innerhalb des inneren zylindrischen
Elements 24.
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Der
kreisförmige
Raum 50 axial außerhalb
des inneren zylindrischen Elements 24 und der obere Raum 51 innerhalb
des inneren zylindrischen Elements 24 sind mit dem Formartikel 8 mit
der Gaserzeugungsverbindung, der die Voraussetzungen (A) und (B)
erfüllt,
aufgefüllt,
während
eine Entzündungsvorrichtung
in dem unteren Raum 52 innerhalb des inneren zylindrischen
Elements 24 angeordnet ist.
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Der
Formartikel 8 mit der Gaserzeugungsverbindung, der in den
kreisförmige
Raum 50 (erste Verbrennungskammer) axial außerhalb
des inneren zylindrischen Elements 24 gefüllt ist,
wird durch ein ringförmiges Plattenelement 22,
das auf der Verschlussschalenseite 2 angeordnet ist, gehalten,
so dass der Formartikel aufgrund von Schwingungen nicht zerbrechen
kann. Der Formartikel 8 mit der Gaserzeugungsverbindung,
der in den oberen Raum 51 (zweite Verbrennungskammer) innerhalb
des inneren zylindrischen Elements 24 gefüllt ist,
wird durch ein Pufferelement 23, das auf der Diffusorseite 2 angeordnet
ist, gehalten, so dass der Formartikel aufgrund von Schwingungen
nicht zerbrechen kann. In dieser Ausführungsform ist eine Blattfeder
in dem Pufferelement 23 verwendet.
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In
dieser Ausführungsform
wird als die Entzündungsvorrichtung,
die in dem unteren Raum 52 innerhalb des inneren zylindrischen
Elements 24 angeordnet ist, eine Entzündungsvorrichtung verwendet,
die zwei Zünder 5a und 5b des
elektrischen Entzündungstyps
und eine Übertrittsladung 6 umfasst.
In der 2 ist der kleine linke Zünder ein erster Zünder 5a und
der große
rechte Zünder
ein zweiter Zünder 5b,
so dass die Übertrittsladung 6 über dem
ersten Zünder 5a angeordnet
ist.
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Ein
Trageelement 272 ist zwischen einem Gasentladungsanschluss 10 und
dem Formartikel 8 mit der Gaserzeugungsverbindung, der
in die erste Verbrennungskammer 50 gefüllt ist, bereit gestellt, und
ein Halteelement 271 ist innerhalb des Trageelements 272 bereit
gestellt, um ein Trennelement 270 zu bilden. Das Trageelement 272 ist
durch einmaliges Umwickeln eines Metallgewebes mit Leinenbindung
gebildet. Ein durch die Verbrennung des Formartikels 8 mit
der Gaserzeugungsverbindung erzeugtes Verbrennungsgas wird aus dem
Gasentladungsanschluss 10 abgegeben, nachdem es das Halteelement 271 und
das Trageelement 272 durchlaufen hat. Das Halteelement 271 und
das Trageelement 272 weisen denselben Aufbau und dieselben Funktionen
wie die in der 1 auf.
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In
der wie in der 2 gezeigten Doppelaufblasvorrichtung
mit den zwei Verbrennungskammern kann eine der zwei Verbrennungskammern
mit einem Trennelement versehen sein, aber wenn der Druckabfall
des Trennelements 10 kPa oder weniger beträgt, oder
wenn das Trennelement keinen wesentlichen Druckabfall aufweist,
ist das Trennelement in einer der zwei Verbrennungskammern angeordnet,
und zwar wünschenswerterweise
in einer Gasentladungsleitung in der Verbrennungskammer, in der
der Formartikel 8 mit der Gaserzeugungsverbindung zuerst
verbrannt wird.
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In
der in der 2 gezeigten Aufblasvorrichtung
können
der Formartikel 8 mit der Gaserzeugungsverbindung, der
in die erste Verbrennungskammer 50 gefüllt ist, und der Formartikel 8 mit
der Gaserzeugungsverbindung, der in zweite Verbrennungskammer 51 gefüllt ist,
eine unterschiedliche Zusammensetzung, Form, Menge, etc., aufweisen,
solange sie die Voraussetzungen (A) und (B) erfüllen. In diesem Fall kann die
Arbeitsweise der Aufblasvorrichtung charakteristischer angepasst
werden.
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Im
Folgenden wird die Arbeitsweise der in der 2 gezeigten
Aufblasvorrichtung beschrieben. Ein Zünder 5a wird betätigt, um
die Übertrittsladung 6 zu
entzünden,
und eine Flamme der Übertrittsladung
dringt in die erste Flammenübertrittsöffnung 9 ein
und zerbricht ein Dichtungsband 9a, worauf diese in die
erste Verbrennungskammer 50 ausgestoßen wird. Dadurch wird der
Formartikel 8 mit der Gaserzeugungsverbindung, der in die
erste Gaserzeugungskammer 50 gefüllt ist, entzündet und
verbrannt, um ein Gas zum Aufblasen eines Airbags zu erzeugen.
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Zwischenzeitig
wird, wenn der zweite Zünder 5 gleichzeitig
oder etwas später
als der erste Zünder 5a betätigt wird,
dessen Flamme aus einem zweiten Flammenübertrittsanschluss 9b ausgestoßen, der
in der Unterteilungswand 13 in Richtung der zweiten Verbrennungskammer 51 angeordnet
ist, und dann wird der Formartikel 8 mit der Gaserzeugungsverbindung,
der in die zweite Gaserzeugungskammer 51 gefüllt ist,
entzündet
und verbrannt, um ein Gas zum Aufblasen eines Airbags zu erzeugen.
Das in der zweiten Verbrennungskammer 51 erzeugte Gas durchläuft eine
Durchgangsöffnung 14,
die in dem inneren zylindrischen Element 24 angeordnet
ist, um ein Dichtungsband 14a zu zerbrechen, und wird dann
in die erste Verbrennungskammer 50 ausgestoßen.
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Die
in der ersten und der zweiten Verbrennungskammer 50, 51 erzeugten
Gase werden über
das Trageelement 272 aus dem Gasentladungsanschluss 10 abgegeben,
um den Airbag auszudehnen und zu entfalten. Große Verbrennungsrückstände, die
eine ähnliche
Form wie der Formartikel 8 mit der Gaserzeugungsverbindung
aufweisen, werden aufgrund der Einwirkung des Trageelements 272,
gleich wie jenes der 1, niemals aus dem Gasentladungsanschluss 10 abgegeben.
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Wenn
das in der zweiten Verbrennungskammer erzeugt Gas das Dichtungsband 14a zerbricht
oder mit der inneren Wand des inneren zylindrischen Elements 24 kollidiert
bevor es das Trageelement 272 erreicht, entsteht ein Druckabfall,
und wenn das Gas das Dichtungsband 10a, das den Gasentladungsanschluss 10 abdichtet,
zerbricht, tritt ein weitere Druckabfall auf, wodurch jedoch die
Beziehung zwischen dem Formartikel 8 mit der Gaserzeugungsverbindung,
der die Voraussetzungen (A) und (B) erfüllt, und dem Druckabfall des Trennelements 270 (Trageelement 272 und
Halteelement 271) nicht beeinflusst wird.
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Wie
zuvor beschrieben, kann selbst die Aufblasvorrichtung mit zwei Zündern und
zwei Verbrennungskammern, wie in der 2 gezeigt,
die gleichen Betriebsergebnisse erzielen wie die in der 1 gezeigte
Aufblasvorrichtung, indem der Formartikel 8 mit der Gaserzeugungsverbindung,
der die Voraussetzungen (A) und (B) erfüllt, verwendet wird.
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Die
in den 1 und 2 gezeigte Aufblasvorrichtung
kann mit einem Aufprallsensor, einer Steuereinheit, einem Modulgehäuse und
einem Airbag (einem Airbagkörper)
verbunden werden, um eine Airbagvorrichtung der vorliegenden Erfindung
zu bilden.
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Der
Aufprallsensor kann beispielsweise durch einen Halbleiterbeschleunigungssensor
gebildet sein. Die Steuereinheit ist mit einer Schaltung zur Messung
der Entzündung
ausgestattet, und das Signal von dem Halbleiterbeschleunigungssensor
wird in die Schaltung zur Messung der Entzündung eingegeben. Die Steuereinheit
beginnt die Berechnung, wenn das Aufprallsignal von dem Sensor einen
bestimmten Wert übersteigt, und
wenn das Rechnungsergebnis einen bestimmten Wert übersteigt,
gibt es ein Startsignal an den Zünder der
Aufblasvorrichtung aus.
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Das
Modulgehäuse
ist beispielsweise aus Polyurethan gebildet und umfasst eine Modulabdeckung. Der
Airbag und die Aufblasvorrichtung sind in dem Modulgehäuse untergebracht,
um ein Blockmodul zu bilden. Das Blockmodul ist im Falle einer Befestigung
auf der Fahrerseite eines Fahrzeuges im Allgemeinen an einem Lenkrad
befestigt.
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Der
Airbag ist aus Nylon (beispielsweise Nylon 66), Polyester oder ähnliches
hergestellt, und dessen Airbaganschluss umgibt den Gasentladungsanschluss
des Gasgenerators und ist in einem gefalteten Zustand an einen Flanschbereich
des Gasgenerators befestigt.
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Wenn
der Halbleiterbeschleunigungssensor in der Airbagvorrichtung den
Aufprall zur Zeit einer Kollision des Fahrzeuges erfasst, wird das
Signal an die Steuereinheit übertragen,
und die Steuereinheit beginnt mit der Berechnung, wenn das Aufprallsignal
von dem Sensor einen bestimmten Wert übersteigt. Wenn das errechnete
Ergebnis einen bestimmten Wert übersteigt,
wird das Startsignal an den Zünder
der Aufblasvorrichtung ausgegeben. Dem gemäß wird die Aufblasvorrichtung
betätigt,
um ein Gas zu erzeugen. Das Gas wird in den Airbag ausgestoßen, und
dabei bricht der Airbag die Modulabdeckung, um sich aufzublasen,
wobei ein Kissen zur Absorbierung des Aufpralls zwischen dem Lenkrad
und dem Fahrer bildet wird.
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Beispiele
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Die
Aufblasvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden
mit Bezug auf die Beispiele ausführlich
beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele
beschränkt.
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Beispiel 1
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Ein
Behälterverbrennungstest
wurde in Übereinstimmung
mit dem folgenden Verfahren ausgeführt, indem die in der 1 gezeigte
Aufblasvorrichtung verwendet wird. In diesem Fall betrug ein äußerer Durchmesser
des Gehäuses
ohne den Flansch 60 mm und dessen Höhe 33,50 mm, und das Trennelement 70,
das das Trageelement 72 und das Halteelement 71 umfasst,
wurde verwendet, wobei das Trageelement 72 durch einmaliges
Umwickeln eines Metallgewebes mit Leinenbindung und das Halteelement 71 aus
einem gestanzten Metallgewebe gebildet wurden.
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Der
verwendete Formartikel 8 mit der Gaserzeugungsverbindung
weist eine Verbindung aus Melamin/basisches Kupfernitrat/Carboxymethylcellulose-Natrium/Aluminiumhydroxid
= 16,72/70,28//3/10 (% nach Gewicht) auf und ist zu einem einfachperforierten
Zylinder (der äußere Durchmesser:
2,4 mm, der innere Durchmesser: 0,7 mm, die Länge: 2,0 mm) (der theoretische
Wert der Verbrennungsflammentemperatur: 1019°C) geformt, wobei 42 g des Formartikels
in die Aufblasvorrichtung gefüllt
wurden. Als Durchtrittsladung wurde 1,4 g B/KNO3 verwendet.
In diesem Fall betrug der Metallgehalt des Formartikels mit der
Gaserzeugungsverbindung (im Nachfolgenden als „Metallgehalt" bezeichnet) 41%
nach Gewicht.
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Behälterverbrennungstest
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Die
Aufblasvorrichtung wurde in einem Behälter bzw. Tank aus SUS (rostfreiem
Stahl) mit einem Innenvolumen von 60 Liter befestigt, und der Behälter wurde
bei Raumtemperatur verschlossen und an eine externe elektrische
Entzündungsschaltung
angeschlossen. Es wurde ein Anstieg des Drucks in dem Behälter für 0 bis
200 Millisekunden, beginnend ab dem Zeitpunkt (= 0), wenn ein Entzündungsstrom
angewendet wurde, indem ein Schalter für die elektrische Entzündungsschaltung
umgelegt wurde, mithilfe eines Druckmessfühlers, der gesondert in dem
Behälter
angeordnet ist, gemessen. Die Messergebnisse wurden mithilfe eines Computers
bearbeitet, um eine Kennlinie zur Auswertung des Betriebsverhaltens
der Aufblasvorrichtung in Form einer Behälter Druck/Zeit Kennlinie (im
Nachfolgenden als „Behälterkennlinie" bezeichnet) vorzubereiten.
Nach Beendigung der Verbrennung, kann ein Teil des Gases in dem
Behälter
entfernt und auf Gase wie CO und Nox analysiert
werden. Ferner wurde das Gehäuse
in der Aufblasvorrichtung mit einem Druckmessfühler versehen, und gleichzeitig
mit der Messung des Anstiegs des Drucks in dem Behälter wurde
auch der Anstieg des Drucks in dem Gehäuse für 0 bis 200 Millisekunden gemessen,
um eine Gehäuse
Innendruck/Zeit Kennlinie (im Nachfolgenden als „Verbrennungsinnendruckkennlinie" bezeichnet) vorzubereiten.
In dem Behälterverbrennungstests,
ist die Behälterkennlinie
in der 3 gezeigt, und die Verbrennungsinnendruckkennlinie
ist in der 4 gezeigt.
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Wie
aus der Behälterkennlinie
in der 3 und der Verbrennungsinnendruckkennlinie in der 4 ersichtlich,
kann die Aufblasvorrichtung für
einen Airbag, der den Formartikel mit der Gaserzeugungsverbindung verwendet,
der die Voraussetzungen/A) und (B) erfüllt, ein zufriedenstellendes
Betriebsverhalten erzielen, selbst wenn das in der 1 gezeigte
Trennelement 70 (Trageelement 72 und Halteelement 71)
ohne wesentlichen Druckabfall (Gesamtdruckabfall: etwa 0,1 kPa oder
weniger) anstelle des herkömmlichen
Filters und Kühlmittels
mit hoher Dichte (d.h. wodurch ein hoher Druckabfall verursacht
wird) verwendet wird. In dem Behälterverbrennungstest
betrug der aus der Aufblasvorrichtung abgegebene Staub 1,0 g oder
weniger. Es wird geschätzt,
dass bei der Verbrennung des Formartikels mit der Gaserzeugungsverbindung
Kupfer, das aus basischem Kupfernitrat in Form von Metall (Schmelzpunkt:
1083°C)
entsteht, gebildet wird; Aluminiumoxid, das aus Aluminiumhydroxid
in Form von Metalloxid (Schmelzpunkt: 2050°C) entsteht, gebildet wird;
und Natrium zu Staub wird. Die verschiedenen Werte des Formartikels
mit der Gaserzeugungsverbindung sind wie folgt.
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In
dem Metall und dem Metalloxid ist das Verhältnis jener, die einen höheren Schmelzpunkt
als die Verbrennungsflammentemperatur aufweisen, nach der Verbrennung
des Formartikels mit der Gaserzeugungsverbindung wie folgt: Kupfer
(84,40% nach Gewicht) + Aluminiumoxid (14,80% nach Gewicht) = 99,20%
nach Gewicht.
Die Menge an großen Verbrennungsrückständen (W2) = 17,50 (g).
Die theoretische Menge
der Rückstände (W3) = 18,40 (g).
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Das
Verhältnis
der Menge an großen
Verbrennungsrückständen (W2) zu der Menge des Formartikels mit der
Gaserzeugungsverbindung betrug vor der Verbrennung (W1)
(Verhältnis
nach Gewicht) (W2/W1)
(im Nachfolgenden als „das
erste Verbrennungsrückstandsverhältnis" bezeichnet) 42%.
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Das
Verhältnis
der Menge an großen
Verbrennungsrückständen (W2) zu der Menge der Rückstände (W3)
(Verhältnis
nach Gewicht) (W2/W3)
(im Nachfolgenden als „das
zweite Verbrennungsrückstandsverhältnis" bezeichnet) betrug
95% oder mehr.
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Wenn
die Aufblasvorrichtung nach dem Verbrennungstest zerlegt und untersucht
wurde, konnte bestätigt
werden, dass die Verbrennungsrückstände als
einfachperforierter (jedoch durchlässige) Zylinder in derselben
Form wie vor der Verbrennung erhalten bleiben, wie aus dem Photo
der 5 ersichtlich ist (teilweise vergrößertes Photo
der Aufblasvorrichtung, von der das Halteelement 71 und
das Trageelement 72 entfernt wurden).
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Vergleichsbeispiel 1
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Es
wurde auf die gleiche Art und Weise eine Aufblasvorrichtung wie
in dem Beispiel 1 geschaffen, außer dass Nitroguanidin/Strontiumnitrat/Carboxymethylcellulose-Natriumsalz/Japanische
saure Tonerde (34,3/49,5/9,4/6,7 (% nach Gewicht)) (der theoretische
Wert der Verbrennungsflammentemperatur: 2000°C) als der Formartikel mit der
Gaserzeugungsverbindung verwendet wurde.
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Unter
Verwendung der Aufblasvorrichtung wurde der gleiche Behältertest
wie in dem Beispiel 1 ausgeführt,
und als Ergebnis zeigte sowohl die Behälterkennlinie als auch die
Verbrennungsinnendruckkennlinie einen schnellen Anstieg an. Nach
dem Experiment wurde die Aufblasvorrichtung zerlegt und das Innere
wurde untersucht, und es zeigte sich, dass kaum Verbrennungsrückstände in der
Aufblasvorrichtung bleiben. Dieser schnelle Anstieg in den Kennlinien
ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass
während
der Verbrennung Staubteilchen mit hoher Temperatur aus der Aufblasvorrichtung
ausströmen.
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Beispiele 2 bis 4
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Es
wurden auf die gleiche Art und Weise Aufblasvorrichtungen wie in
dem Beispiel 1 geschaffen, außer dass
die Formartikel mit der Gaserzeugungswirkstoffen, die aus den in
der Tabelle 1 gezeigten Verbindungen bestehen, verwendet wurden.
Diese Aufblasvorrichtungen wurden in dem gleichen Behälter wie
in dem Beispiel 1 untersucht, und als die Aufblasvorrichtungen zerlegt
und betrachtet wurden, konnte bestätigt werden, dass die Verbrennungsrückstände, ähnlich wie
jene in Beispiel 1, als einfachperforierter (jedoch durchlässige) Zylinder
in derselben Form wie vor der Verbrennung erhalten bleiben. Tabelle
1
- BCN: Basisches Kupfernitrat, CMCNa: Carboxymethylcellulose-Natriumsalz