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Dokumentenidentifikation DE112005002679T5 13.09.2007
Titel Druckgasfreisetzungsvorrichtung
Anmelder Automotive Systems Laboratory, Inc., Armada, Mich., US
Erfinder Blackburn, Jeffery S., Lake Orion, Mich., US
Vertreter Schubert, K., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat., Pat.-Anw., 10178 Berlin
DE-Aktenzeichen 112005002679
Vertragsstaaten AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KM, KN, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, LY, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PG, PH, PL, PT, RO, RU, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, SY, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, YU, ZA, ZM, ZW, EP, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, LV, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR, OA, BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG, AP, BW, GH, GM, KE, LS, MW, MZ, NA, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW, EA, AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM
WO-Anmeldetag 28.10.2005
PCT-Aktenzeichen PCT/US2005/038914
WO-Veröffentlichungsnummer 2006050084
WO-Veröffentlichungsdatum 11.05.2006
Date of publication of WO application in German translation 13.09.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.09.2007
IPC-Hauptklasse B60R 21/26(2006.01)A, F, I, 20051028, B, H, DE

Beschreibung[de]
QUERVERWEIS ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN

Diese Anmeldung beansprucht die Rechte der US Provisional Anmeldung Nr. 60/513,072 eingericht am 28. Oktober 2004.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft Gasgeneratoren, die verwendet werden, um Airbags in einem Autoinsassenschutzsystem aufzublasen, und insbesondere eine Vorrichtung um ein freisetzbar unter Druck stehendes Aufblasfluid in einem Behälter aufzunehmen, der in einem Speichergasgenerator verwendet wird.

Aufblassysteme zum Entfalten eines Airbags in einem Kraftfahrzeug nutzen allgemein einen Gaserzeuger in Fluidkommunikation mit einem nicht aufgeblasenen Airbag. Der Gaserzeuger wird typischerweise durch eine Impulsleitung ausgelöst, wenn ein Sensor feststellt, dass die Fahrzeugbeschleunigung einen vorbestimmten Grenzwert überschritten hat (zum Beispiel durch die Verwendung eines auf Beschleunigung reagierenden Trägheitsschalters).

Airbag-Aufblassysteme nutzen häufig einen Speichergaserzeuger (oder Hybridgaserzeuger), der beispielsweise innerhalb der B-Säule eines Autos untergebracht ist. Speichergasgeneratoren enthalten unter Druck stehendes Gas, das freigesetzt wird, um den Airbag nach Empfang eines vorbestimmten Signals vom Sensor aufzublasen. Eine permanente Herausforderung ist es, die Zeit zu reduzieren, die benötigt wird, um das gespeicherte Gas nach einem Crash-Ereignis freizusetzen. Weiterhin sind verbesserte Sicherheit, vereinfachter Aufbau und reduzierte Herstellungskosten auch das permanente Interesse. Verbesserungen in irgendeinem dieser Bereiche würden einen Vorteil gegenüber Gasfreisetzungssystemen des Standes der Technik bereitstellen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den Zeichnungen, die erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele veranschaulichen, ist:

1 eine Querschnittsansicht eines Gaserzeugers, der eine Vorrichtung inkorporiert, um freisetzbar unter Druck stehendes Fluid in einem Behälter einzuschließen, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;

2 eine Querschnittsteilansicht eines Behälters zur Speicherung unter Druck stehenden Aufblasfluids in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;

3 eine Seitenansicht des in 2 gezeigten Behälters;

4 eine Querschnittsansicht eines Gehäuses, das im Ausführungsbeispiel der in 1 gezeigten Vorrichtung zum freisetzbaren Einschluss von unter Druck stehendem Fluid in einem Behälterinneren verwendet wird;

5 ist eine vergrößerte Ansicht des Kreises 5 der 1, die eine Querschnittsansicht der in 1 gezeigten Vorrichtung zeigt;

6 eine Querschnittsansicht des in 1 gezeigten Gasgenerators, die das Zerbrechen eines Stützelementes während des Betriebs des Gasgenerators zeigt; und

7 eine schematische Ansicht eines Airbagsystems und eines Fahrzeuginsassenrückhaltesystems, einen Gasgenerator einschließend, der die erfindungsgemäße Einschließungsvorrichtung für unter Druck stehendes Fluid verwendet.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Die 16 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Gasgenerators 8, der eine Vorrichtung 10 einschließt, um freisetzbar unter Druck stehendes Fluid in einem Behälter unterzubringen, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.

Bezug nehmend auf die 13, wird Vorrichtung 10 so gezeigt, dass diese an eine Gasflasche oder einen Tank 18 gesichert ist, worin ein unter Druck stehendes Fluid (in diesem Fall ein Aufblasgas) gespeichert ist. Flasche 18 hat eine ringförmige Wand 36, die eine Öffnung 24 definiert, mit einer ringförmigen Schulter 37, die sich von der ringförmigen Wand 36 erstreckt, um einen ringförmigen Vorsprung 26 entlang einem Basisteil von Schulter 37 auszubilden.

Bezug nehmend auf die 1 und 5, schließt Vorrichtung 10 eine zerstörbare Membran 22 (zum Beispiel eine Berstscheibe) ein, die in Fluidkommunikation mit einem Innenbereich von Flasche 18 gesichert ist. Membran 22 bildet eine fluiddichte Barriere, welche den Strom von unter Druck stehendem Gas durch oder um die Membran herum verhindert. In dem in den 1, 2 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist Membran 22 entlang dem ringförmigen Vorsprung 26 der Gasflasche gelagert und daran angeschweißt oder anderweitig daran gesichert, um den Strom des unter Druck stehenden Fluids während des normalen Fahrzeugbetriebes zu blockieren. Membran 22 ist so konfiguriert, dass sie den Strom des unter Druck stehenden Fluids blockiert, wenn sie extern gegen Druck, der von dem Fluid ausgeübt wird, durch ein Stützelement 28 gestützt wird, wie unten detailliert beschrieben wird.

Membran 22 ist auch konfiguriert, um durch Druck zerstörbar zu sein, der durch das Fluid ausgeübt wird, wenn sie nicht extern gegen diesen Druck gestützt wird.

Membran 22 kann aus beliebigen der verschieden Scheiben, Folien, Filmen etc., wie im Stand der Technik bekannt ist, geprägt oder geformt sein. Die Materialien und Struktur der Membran werden vom Druck des Gases abhängen, das in Flasche 12 eingeschlossen ist, und von den gewünschten Leistungscharakteristika des Gasgenerators 8. Zum Beispiel können Scheiben, die aus Materialien hergestellt werden und/oder Strukturen haben, die relativ mehr oder weniger leicht zerstört werden, verwendet werden.

Bezug nehmend auf die 1, 4 und 5, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, grenzt ein Stützelement 28 an Membran 22 an, um die Membran gegen Vorsprung 22 vorzuspannen, wodurch der Membran externe Unterstützung gegen Druck bereitgestellt wird, der von dem in Flasche 18 gespeicherten Fluid ausgeübt wird. Wie in 5 gezeigt, verjüngt sich Stützelement 28 von einem ersten Ende 32 zu einem zweiten Ende 34. Das erste Ende 32 hat einen Durchmesser, der etwas größer ist als ein Durchmesser des ringförmigen Vorsprungs 26, der in der Flaschenwand 26 angrenzend an Flachenöffnung 24 ausgebildet ist. Dementsprechend bildet das erste Ende 32 des Stützelementes eine Pressdichtung mit Schulter 37, um Membran 22 zu bedecken. Wenn sich Stützelement 26 an Membran 22 stützt, unterstützt das Stützelement die Membran 22 gegen Druck, der durch das unter Druck stehende Gas in Flasche 18 ausgeübt wird, wodurch verhindert wird, dass unter Druck stehendes Gas in Flasche 18 die Membran 22 während des normalen Fahrzeugbetriebs zerstört.

Stützelement 28 kann aus einem polymeren Material gebildet sein, das sich in Anwesenheit von Wärme zersetzt, und, wie unten erklärt, auch durch den Kontakt mit Gasen zerstört wird, die aus der Verbrennung einer Gaserzeugungszusammensetzung resultieren. Beispielsweise kann Stützelement 28 aus einem zweiteiligen Epoxyharz hergestellt sein. Die Epoxy- oder Polymerzusammensetzung, die verwendet wurde, um das Stützelement 26 zu bilden, kann beispielsweise von "ITW Devcon of Danvers, Massachusetts" unter dem Handelsnamen "5-Minute Epoxy Resin" erhalten werden. Die primären Bestandteile des Epoxyharzes schließen Bisphenol-A-Diglycidyletherharz in einer Menge ein, die größer ist als 60 Gewichts-%. Das "5-Minute Epoxy Resin" kann mit einem "5-Minute Epoxy Hardener" eingesetzt werden, der auch von "ITW Devcon of Danvers, Massachusetts" bereitgestellt wird. Die primären Bestandteile des Epoxyhärters schließen ein Mercaptan-Amingemisch in einer Menge ein, die bevorzugt von 90–100 % Gewichts-% reicht. Andere zweiteilige Epoxyzusammensetzungen schließen ein, sind aber nicht begrenzt auf "Epoxy Plus Resin" und "Epoxy Plus Hardener", auch bereitgestellt von "ITW Devcon". Die Harzzusammensetzung schließt Aminoethylpiperazin in ungefähr 10–30 Gewichts-% der Gesamtzusammensetzung, Nonylphenol in ungefähr 10–20 Gewichts-% der Gesamtzusammensetzung, Polyamid von C18-Fettsäure-Dimeren und 1,4,8,11-Tetraazacyclotetradecan-N,N',N'',N'''-tetraessigsäure (TETA) in ungefähr 1–5 Gewichts-% der Gesamtzusammensetzung und 2,4,6-Tris(Dimethylaminomethyl)phenol in ungefähr 5–10 Gewichts-% der Gesamtzusammensetzung ein. Die Härterzusammensetzung schließt Bisphenol-A-Diglycidyletherharz in ungefähr 30–60 Gewichts-% der Gesamtzusammensetzung, ein Acrylat in ungefähr 1–5 Gewichts-% der Gesamtzusammensetzung und butyliertes Bisphenol-A-Epoxyharz in ungefähr 30–60 Gewichts-% der Gesamtzusammensetzung ein. Andere geeignete zweiteilige Epoxyharze oder Polymere werden auch in Betracht gezogen.

In dem in den 16 gezeigten Ausführungsbeispiel ist Stützelement 28 innerhalb einer Passage 11 fixiert, die in einem langgestreckten Gehäuse 12 ausgebildet ist, das an Behälter 18 gesichert ist. Gehäuse 12 enthält ein erstes Ende 14, ein zweites Ende 16 und Passage 11, um dort hindurch das unter Druck stehende Fluid aufzunehmen. Passage 11 erstreckt sich zwischen dem ersten Gehäuseende 14 und dem zweiten Gehäuseende 16. Gehäuse 12 kann (zum Beispiel mittels Prägen, Gießen, Umformen oder irgendeinem anderen geeigneten Verfahren) aus einem steifen Material wie Kohlenstoffstahl oder Edelstahl hergestellt werden. Zusätzlich verjüngt sich Passage 11, um sich an die Form von Stützelement 28 anzupassen, wie oben beschrieben wird. Das ermöglicht, dass Gehäuse 12 Stützelement 28 in einer Position abstützt, die an Membran 22 anstößt. Die Formgebung von Passage 11 in Übereinstimmung mit einer gewünschten Gestalt von Stützelement 28 ermöglicht auch, dass das Gehäuse als Form oder Behälter verwendet wird, um das Stützelement innerhalb des Gehäuses herzustellen.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel (nicht gezeigt) ist das Stützelement 28 an einem Teil der Anordnung 8, jedoch nicht dem Gehäuse 12 gesichert (zum Beispiel an Flasche 18). In einem anderen alternativen Ausführungsbeispiel (nicht gezeigt) wird, anstatt Membran 22 an Flasche 18 zu sichern, Membran 22 innerhalb der Gehäusepassage 11 gesichert. In einem noch anderen alternativen Ausführungsbeispiel (auch nicht gezeigt) ist Membran 22 an Gehäuse 12 außerhalb von Passage 11 gesichert.

Wieder Bezug nehmend auf 5 ist ein Gaserzeuger 66 innerhalb von Stützelement 28 eingekapselt. Gaserzeuger 66 schließt einen Zünder 68 und eine Gaserzeugungsverbindung 70 ein, die alle auf bekannte Weise gebildet werden, wobei das Gaserzeugungsmittel 70 in zündfähiger Kommunikation mit dem Zünder 68 steht. Um eine Zündschaltung zur Aktivierung von Zünder 68 bereitzustellen, wird ein Paar elektrischer Kontakte 67 oder irgendeine andere Form von Aktivierungssignal-Übertragungsmedium bereitgestellt, das sich durch Stützelement 28 und Gehäuse 12 zwischen Gaserzeuger 66 und einem Außenbereich des Gehäuses erstreckt. Die ersten Teile 67a der elektrischen. Kontakte 67 erstrecken sich außerhalb von Stützelement 28 und Gehäuse 12 und sind auf bekannte Weise mit einem geeigneten Schaltkreis verbunden, der gestaltet ist, um die Aktivierung von Zünder 68 im Fall einer Fahrzeugkollision zu signalisieren. Die zweiten Teile 67b der elektrischen Kontakte 67 erstrecken sich in den Zünder, um darin einen Teil einer Zünderaktvierungsschaltung zu bilden. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann der eingekapselte Gaserzeuger 66 durch ein Hochfrequenzsignal aktiviert werden, das von einer geeigneten Funkempfänger-Schaltkreisanordnung empfangen wird, die in Zünder 68 vor der Einkapselung des Gaserzeugers bereitgestellt wird.

Stützelement 28 kann innerhalb von Gehäuse 12 gebildet werden, indem Gaserzeuger 66 in einer gewünschten Position innerhalb eines Teils von Gehäuse 12 positioniert wird, und zur gewünschten Form von Stützelement 28 gefräst oder geformt werden, und dann eine Epoxyverbindung oder ein anderes geeignet zusammengesetztes Material in den Teil des Gehäuses eingespritzt oder gegossen wird, um den Gaserzeuger 66 zu umgeben und einzukapseln. In dem Fall, bei dem Stützelement 28 innerhalb des Gehäuses 12 gebildet wird, wird das Epoxy in dem Gehäuse gemäß der Herstellerangaben positioniert und dann innerhalb des Gehäuses 12 gehärtet. Alternativ kann Stützelement 28 vor der Einführung in das Gehäuse durch Einkapseln des Gaserzeugers 66 außerhalb des Gehäuses vorgeformt werden. Stützelement 28 mit dem darin eingeschlossenen Gaserzeuger 66 wird dann während der Montage von Vorrichtung 10 in Gehäuse 12 eingeführt.

Gaserzeugungsmittel 70 kann jede Gaserzeugungszusammensetzung umfassen, die für ihre Verwendbarkeit in Fahrzeuginsassenschutzsystemen bekannt ist. Die US-Patente der Anmelderin mit den Nummern 5 035 757, 5 756 929, 5 872 329, 6 077 371, 6 074 502 und 6 210 505 werden hierin als Referenz einbezogen und veranschaulichen Gaserzeugungszusammensetzungen, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogen werden, begrenzen diese jedoch nicht.

Weil das Gaserzeugungsmittel innerhalb der Verkapselung eingeschlossen ist, die durch Stützelement 28 bereitgestellt wird, sind sofort nach Zündung des Gaserzeugungsmittels optimale Verbrennungsbedingungen verfügbar. Unter diesen Bedingungen wird angenommen, dass feste Gaserzeugungsmittel, die bei Umgebungsdrucken effizient brennen, mit erhöhter Geschwindigkeit und Effizienz bei den relativ hohen Drucken innerhalb des Druckbehälters brennen werden. Aus diesem Grund können diese Gaserzeugungsmittel insbesondere geeignet sein, um schnelle Gaserzeugungsmittel-Brennraten zu erreichen, die in der vorliegenden Erfindung gewünscht sind. Insbesondere wird angenommen, dass eine Gruppe von Gaserzeugungsmitteln, bei denen Silikon als ein Brennstoff verwendet wird, besonders für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sein können.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst Gaserzeugungsmittel 70 eine Mischung aus Silikon als ein Brennstoff in ungefähr 10–25 Gewichts-% und ein Oxidationsmittel wie Ammonium- oder Kaliumperchlorat in ungefähr 75–90 Gewichts-%. Silikon fungiert nicht nur als Brennstoff sondern fungiert auch als Binder, wodurch die Bildung von biegsamen, zylindrischen Gaserzeugungsmittel-Extrusionen erleichtert wird. In einem speziellen Ausführungsbeispiel umfasst Gaserzeugungsmittel 70 Silikon als einen Brennstoff in ungefähr 10–25 Gewichts-%; ein Perchlorat-Oxidationsmittel wie Ammonium-, Lithium- oder Kaliumperchlorat; und ein Strontiumsalz wie Strontiumnitrat oder Strontiumcarbonat als Kühlmittel, wobei das Oxidationsmittel und das Kühlmittel ungefähr 75–90 Gewichts-% des Gaserzeugungsmittels ausmachen. Das Silikon kann zum Beispiel von "General Electric" oder anderen wohlbekannten Lieferanten bezogen werden. Die anderen Gaserzeugungsmittel-Bestandteile können von Lieferanten oder durch Herstellungsverfahren bereitgestellt werden, die im Stand der Technik wohlbekannt sind.

In einem anderen speziellen Ausführungsbeispiel umfasst die Gaserzeugungszusammensetzung 70, in Gewichts-%, 10-25 % Silikon, 75–90 % Oxidationsmittel, 1–30 % Kühlmittel und 1–20 % eines schlackebildenden Bestandteils. Das Oxidationsmittel kann zum Beispiel ausgewählt werden aus anorganischen Perchloraten und Nitraten wie Natriumperchlorat, Kaliumperchlorat, Ammoniumperchlorat, Kaliumnitrat, Ammoniumnitrat und phasenstabilisiertem Ammoniumnitrat. Das Kühlmittel kann zum Beispiel ausgewählt werden aus Metallhydroxiden wie Aluminumhydroxid; Metallcarbonaten wie Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Strontiumcarbonat und Natriumcarbonat; und anorganischen Oxalaten wie Calciumoxalat, Strontiumoxalat und Ammoniumoxalat. Der schlackebildende Bestandteil kann zum Beispiel ausgewählt werden aus Metalloxiden wie Aluminumoxid und Eisenoxid. Es ist gefunden worden, dass Gaserzeugungszusammensetzungen, die Silikon und Perchlorat-Oxidationsmittel enthalten, bei relativ niedrigeren Temperaturen brennen, wenn ein Kühlmittel, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, zu der Mischung hinzugefügt wird. Als Folge können die Erfordernisse der Kühlung von innerhalb der Vorrichtung 10 erzeugtem Gas wesentlich minimiert werden, während dennoch ausreichende Wärme bereitgestellt wird, um das Stützelement 26 zu zerbrechen und zu zersetzen.

Ein hohler Diffusor 44 wird gefräst oder anderweitig aus Stahl oder anderen geeigneten Materialien geformt und dann angeschweißt oder anderweitig an das zweite Gehäuseende 16 fixiert. Diffusor 44 bewirkt die Verteilung von Gas, das vom ersten Ende 14 durch Passage 11 zum zweiten Ende 16 des Gehäuses strömt. Eine Vielzahl von Gasaustrittsöffnungen 54 ist um einen Umfang des Diffusors 44 verteilt. Das in den 1 und 5 gezeigte Ausführungsbeispiel schließt vier Gasaustrittsöffnungen 54 ein, die gleichmäßig um den Umfang des Diffusors 44 verteilt sind. Der Diffusor 44 kann in sich einen Filter 45 einschließen, um Verbrennungsprodukte und Fragmente von Stützelement 28 aus dem Aufblasfluid vor der Gasverteilung zu filtern. Jeder geeignete Metallsiebfilter oder jedes Metallgewebe kann verwendet werden, von denen viele Beispiele bekannt sind und erhältlich sind von kommerziell verfügbaren Quellen (zum Beispiel "Wayne Wire Cloth Products, Inc. of Bloomfield Hills, Michigan"). Es wird verständlich sein, dass der Diffusor 44 und der Filter 45 auf bekannte Weise geformt werden können. Beispielsweise kann der Diffusor druckgegossen oder anderweitig umgeformt werden, und der Filter kann rollgebogen werden, um der vorliegenden Erfindung Platz zu bieten.

Nach einem Crash-Ereignis und nach Inbetriebsetzung des Gasgenerators oder der Vorrichtung 10 erhält der Zünder 68 ein Signal beispielsweise von einem Crash-Sensor oder Beschleunigungsmesser (nicht gezeigt) und zündet dann Gaserzeugungsmittel 70. Weil das feste Gaserzeugungsmittel innerhalb der durch Stützelement 28 gebildeten Verkapselung eingeschlossen ist, bestehen optimale Bedingungen für die Verbrennung des Gaserzeugungsmittels sofort nach der Zündung. Daher wird sich eine relativ schnellere Brennrate und Temperatur des Gaserzeugungsmittels 70 ergeben, als sie anderweitig üblicherweise auftritt. Die hohe Brennrate und Temperatur des Treibmittels gewährleistet üblicherweise die schnelle Bildung von Verbrennungsprodukten, wobei der Kontakt mit diesen Stützelement 26 zersetzt und/oder zerstört. Dadurch wird die Stütze für die zerstörbare Membran entfernt und ermöglicht, dass der Gasdruck in Flasche 18 Membran 22 zerstört. Gespeichertes Aufblasfluid in Flasche 18 strömt dann durch Membran 22 und durch Passage 11 und an den Komponenten des Gaserzeugers 66 vorbei, in Diffusor 44 und aus dem Gehäuse 12 in einen Airbag (nicht gezeigt). Filter 43 im Diffusor 44 fängt gebrochene Teile von Stützelement 26 innerhalb des Diffusors ab, um ihren Eintritt in den Airbag zu verhindern.

Jedes Ausführungsbeispiel des hierin beschriebenen Gasgenerators kann in ein Airbagsystem 200 eingeschlossen sein, wie man es in 7 sieht. Airbagsystem 200 schließt wenigstens einen Airbag 202 und einen Gasgenerator 8 ein, der an Airbag 202 gekoppelt ist, um somit Fluidkommunikation mit einem Innenbereich des Airbags zu ermöglichen. Airbagsystem 200 kann auch in Kommunikation mit einem Crash-Ereignis-Sensor 210 stehen, der einen bekannten Crash-Sensor-Algorithmus einschließt, welcher das Auslösen des Airbagsystems 200 beispielsweise über die Aktivierung des Airbag-Zünders 68 im Fall einer Kollision signalisiert.

Wieder Bezug nehmend auf 7 kann ein Ausführungsbeispiel des Gasgenerators oder ein Airbagsystem, das ein Ausführungsbeispiel des Gasgenerators einschließt, in ein umfassenderes, ausgedehnteres Fahrzeuginsassenrückhaltesystem 180 eingeschlossen sein, das zusätzliche Elemente wie eine Sicherheitsgurtanordnung einschließt, wie man in 7 sehen kann. Sicherheitsgurtanordnung 150 schließt ein Sicherheitsgurtgehäuse 152 und einen Sicherheitsgurt 160 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ein, der sich aus dem Gehäuse 152 erstreckt. Eine Sicherheitsgurtaufrollvorrichtung 154 (zum Beispiel eine federbelasteter Vorrichtung) kann an einen Endteil 153 des Gurts gekoppelt sein. Zusätzlich kann ein Sicherheitsgurtstraffer 156 an den Gurtaufrollmechanismus 154 gekoppelt sein, um den Aufrollmechanismus im Fall einer Kollision auszulösen. Typische Sicherheitsgurtaufrollmechanismen, die in Verbindung mit den Sicherheitsgurt-Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind in den US-Patenten der Nummern 5 743 480, 5 553 803, 5 667 161, 5 451 008, 4 558 832 und 4 597 546 beschrieben, die alle hierin als Referenz einbezogen werden. Veranschaulichende Beispiele üblicher Straffer, mit welchen die Sicherheitsgurt-Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung kombiniert werden können, sind in den US-Patenten der Nummern 6 505 790 und 6 419 177 bechrieben, die jedes hierin als Referenz einbezogen werden.

Sicherheitsgurtsystem 150 kann in Kommunikation mit einem Crash-Ereignis-Sensor 158 stehen (zum Beispiel einem Trägheitssensor oder einem Beschleunigungsmesser), der einen bekannten Crash-Sensor-Algorithmus einschließt, welcher das Auslösen von Gurtstraffer 156 zum Beispiel über die Aktivierung eines pyrotechnischen Zünders (nicht gezeigt) signalisiert, der in dem Straffer eingeschlossen ist. Die US-Patente der Nummern 6 505 790 und 6 419 177, die hierin vorher als Referenz einbezogen wurden, stellen veranschaulichende Beispiele von Straffern bereit, die auf diese Weise ausgelöst werden.

Es wird verständlich sein, dass die vorangehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung nur dem Zweck der Veranschaulichung dient, und dass die verschiedenen strukturellen und operativen Merkmale, die hierin offenbart werden, einer Anzahl von Modifikationen zugänglich sind, von denen keine vom Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung abweicht, wie sie in den anhängenden Ansprüchen angegeben wird. Deshalb veranschaulicht die vorangehende Beschreibung den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung, begrenzt diesen jedoch nicht.

Zusammenfassung

Eine Vorrichtung (10), um freisetzbar unter Druck stehendes Fluid in einem Behälter (18) einzuschließen wird bereitgestellt. Die Vorrichtung schließt eine zerstörbare Membran (22) ein, die in Fluidkommunikation mit einem Innenbereich des Behälters (18) steht, wodurch die Membran (22) dem Fluid ausgesetzt wird. Die Membran (22) ist so konfiguriert, dass der Strom des unter Druck stehenden Fluids blockiert wird, wenn sie extern gegen den vom Fluid ausgeübten Druck gestützt wird. Die Membran (22) ist auch durch den Druck, der vom Fluid ausgeübt wird, zerstörbar, wenn sie nicht extern gegen den Druck gestützt wird, der vom Fluid ausgeübt wird. Ein Stützelement (28) wird bereitgestellt, um extern die Membran (22) gegen Druck zu stützen, der vom Fluid ausgeübt wird. Das Stützelement (28) ist so konfiguriert, dass es zerbrochen werden kann bei Exposition mit Verbrennungsprodukten, die durch die Aktivierung des Gaserzeugers (66) gebildet werden, der zumindest teilweise innerhalb des Stützelements (28) eingeschlossen ist.


Anspruch[de]
Vorrichtung, um freisetzbar unter Druck stehendes Fluid in einem Behälter einzuschließen, umfassend:

eine zerstörbare Membran, um eine Öffnung des Behälters abzudichten, wobei die zerstörbare Membran derart positioniert ist, dass sie den Strom von unter Druck stehendem Fluid blockiert, wenn sie extern gegen Druck gestützt wird, der von dem Fluid ausgeübt wird, wobei die zerstörbare Membran durch den Druck zerstörbar ist, der vom Fluid ausgeübt wird, wenn sie nicht extern gegen den vom Fluid ausgeübten Druck gestützt wird,

ein Stützelement, um extern die zerstörbare Membran gegen Druck zu stützen, der vom Fluid ausgeübt wird, wobei das Stützelement durch die Exposition mit Verbrennungsprodukten zerbrechlich und/oder zersetzbar ist, die durch die Aktivierung eines Gaserzeugers gebildet werden, der wenigstens teilweise innerhalb des genannten Stützelements eingeschlossen ist,

wobei der Betrieb des Gaserzeugers zum Zerbrechen und/oder zur Zersetzung des Stützelements führt, um die Stützung der zerstörbaren Membran zu entfernen und das Zerstören der Membran zu ermöglichen, damit das unter Druck stehende Fluid dort hindurch freigesetzt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend:

ein Gehäuse, das an dem Behälter gesichert ist und ein Passage definiert, um das unter Druck befindliche Fluid dort hindurch aufzunehmen, wobei die zerstörbare Membran so konfiguriert ist, dass sie den Strom des unter Druck stehenden Fluids durch die Gehäuse-Passage versperrt, wenn sie extern gegen den vom Fluid ausgeübten Druck gestützt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Stützelement innerhalb des Gehäuses gebildet wird. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Stützelement innerhalb der Passage positioniert ist. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Stützelement an die zerstörbare Membran anstößt. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Stützelement aus einem Epoxy gebildet ist. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Stützelement aus einem Epoxy gebildet ist, das ein Bisphenol-A-Diglycidyletherharz in ungefähr 60 Gewichtsprozent umfasst. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Stützelement weiterhin ein Mercaptan-Amingemisch umfasst, das von 90–100 Gewichtsprozent reicht. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Stützelement aus einem Epoxy gebildet ist, das ungefähr 10–30 Gewichtsprozent Aminoethylpiperazin, ungefähr 10–20 Gewichtsprozent Nonylphenol, Polyamid von C18-Fettsäure-Dimeren und 1,4,8,11-Tetraazacyclotetradecan-N,N',N'',N'''-tetraessigsäure (TETA) in ungefähr 1–5 Gewichtsprozent und ungefähr 5–10 Gewichtsprozent 2,4,6-Tris(Dimethylaminomethyl)phenol umfasst. Vorrichtung nach Anspruch 9, worin das Stützelement weiterhin ungefähr 30–60 Gewichtsprozent Bisphenol-A-Diglycidyletherharz, ungefähr 1–5 Gewichtsprozent eines Acrylats und ungefähr 30–60 Gewichtsprozent butyliertes Bisphenol-A-Epoxyharz umfasst. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Epoxy ein zweiteiliges Epoxy umfasst. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Stützelement aus einer Polymerverbindung gebildet ist. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Membran an den Behälter gesichert ist. Gasgenerator, umfassend:

eine Druckgasflasche, die eine Öffnung besitzt, wobei die genannte Öffnung vor der Aktivierung des Gaserzeugers abgedichtet ist;

ein Gehäuse, das an die genannte Flasche gekoppelt ist, welches die genannte Öffnung bedeckt, wobei das genannte Gehäuse eine Gaspassage, ein erstes Ende, ein zweites Ende und eine longitudinale Achse definiert, die sich durch das genannte erste und zweite Ende erstreckt;

ein Stützelement, das innerhalb der genannten Passage und über der genannten Öffnung vor der Aktivierung des Gaserzeugers fixiert ist, wodurch das genannte Stützelement Gasfluss durch die genannte Passage verhindert;

einen Gaserzeuger, der zumindest teilweise innerhalb des genannten Stützelements eingeschlossen ist, wodurch, nach der Aktivierung des Gaserzeugers, der genannte Gaserzeuger in Fluidkommunikation mit dem genannten Stützelement steht,

wobei nach Aktivierung des Gasgenerators der genannte Gaserzeuger Gase bereitstellt, welche das genannte Stützelement zerbrechen und/oder dessen Zersetzung initiieren, wodurch Gas aus der genannten Flasche für die Passage durch das genannte Gehäuse freigesetzt wird.
Fahrzeuginsassenschutzsystem, umfassend:

wenigstens einen Airbag; und

einen Airbag-Gasgenerator, der an den genannten Airbag gekoppelt ist, um somit Fluidkommunikation mit einem Innenbereich des Airbags zum Aufblasen des Airbags im Fall einer Kollision zu ermöglichen, wobei der Gasgenerator einschließt:

eine Druckgasflasche, die eine Öffnung besitzt, wobei die genannte Öffnung vor der Aktivierung des Gaserzeugers abgedichtet ist;

ein Gehäuse, das an die genannte Flasche gekoppelt ist, die genannte Öffnung bedeckend, wobei das genannte Gehäuse eine Gaspassage, ein erstes Ende, ein zweites Ende und eine longitudinale Achse definiert, die sich durch das genannte erste und zweite Ende erstreckt;

ein Stützelement, das innerhalb der genannten Passage und über der genannten Öffnung vor der Aktivierung des Gaserzeugers fixiert ist, wodurch das genannte Stützelement den Gasstrom durch die genannte Passage verhindert;

einen Gaserzeuger, der zumindest teilweise innerhalb des genannten Stützelements eingeschlossen ist, wodurch, nach der Aktivierung des Gaserzeugers, der genannte Gaserzeuger in Fluidkommunikation mit dem genannten Stützelement steht,

worin, nach der Aktivierung des Gasgenerators, der genannte Gaserzeuger eine Verbrennung bereitstellt, welche das genannte Stützelement zerbricht und/oder dessen Zersetzung initiiert, wodurch Gas aus der genannten Flasche zur Passage durch das genannte Gehäuse freigesetzt wird.
Fahrzeuginsassenrückhaltesystem nach Anspruch 15, weiterhin umfassend:

eine Sicherheitsgurtanordnung, die ein Gurtgehäuse und einen Sicherheitsgurt einschließt, der sich aus dem Gurtgehäuse erstreckt.






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