DE60223765T2

DE60223765T2 - Hybrider Gasgenerator für einen lateralen aufblasbaren Luftsack, der in einer Fahrzeugssicherheitsanlage verwendet wird

Info

Publication number: DE60223765T2
Application number: DE60223765T
Authority: DE
Inventors: Christian Perotto; Franck Lebaudy; Bernard Martin; Francois Rigault
Original assignee: Livbag SAS
Current assignee: Livbag SAS
Priority date: 2001-09-12
Filing date: 2002-09-10
Publication date: 2008-11-20
Anticipated expiration: 2022-09-11
Also published as: FR2829570A1; JP2003081050A; US20030047924A1; EP1293749B1; DE60223765D1; JP3774181B2; EP1293749A1; CA2404836A1; CA2404836C; US6874813B2; FR2829570B1; ES2298337T3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Bereich der Automobilsicherheit und betrifft spezieller einen Hybridgasgenerator, der verwendet wird, um ein Schutzkissen aufzublasen.
In den letzten Jahren sind neue Generatoren, Adaptiv genannt, erschienen, um die den Körper betreffenden Unfallrisiken zu beschränken, die durch die Entfaltung des Schutzkissens verursacht werden. Dazu gestatten diese verschiedenen Generatoren, gekoppelt an geeignete Erfassungssysteme, den Gasdurchsatz und/oder das -volumen als Funktion bestimmter Parameter, wie zum Beispiel die Morphologie und die Positionierung des Passagiers, die Umgebungstemperatur, die Beschaffenheit und Intensität des Aufpralls zu modulieren. Diese Generatoren sind in allen Fällen vorgesehen, um vollständig in einer Zeitspanne in der Größenordnung von 50 ms zu funktionieren.
Seit neuestem wünschen sich die Automobilkonstrukteure Vorrichtungen einzubauen, die aufblasbare Schutzkissen verwenden, um die Insassen zu schützen, wenn das Fahrzeug Überschläge erfährt. Dazu müssen die Kissen während einer Zeitdauer in der Größenordnung einer zehntel Sekunde aufgeblasen bleiben. Das Patent US 5,967,550 beschreibt einen Generator, der mit zwei pyrotechnischen Ladungen ausgestattet ist, wobei die erste zum Aufblasen des Schutzkissens in den Millisekunden dient, welche dem Unfall folgen, und die zweite erlaubt das Kissen eine zehntel Sekunde lang aufgeblasen zu halten. Trotzdem unterscheidet sich die Geometrie dieses Generators von den gewöhnlich eingesetzten Generatoren und er kann deshalb nicht in ein Fahrzeug mit aktuellen Einbaustellen integriert werden, die durch die Automobilkonstrukteure vorgegeben sind. Die Patentanmeldung GB 2 316 475 offenbart einen Generator, der die gleichen Funktionen erfüllt, wobei er zwei verschiedene Gasvorratskammern verwendet. Dennoch ist dieser Generator verhältnismäßig komplex zu verwirklichen, da die zwei Gasvorratskammern voneinander durch einen Pfropfen getrennt sind, der einerseits geeignet sein soll, die Dichte zwischen den zwei Vorratskammern während einer Dauer von fünfzehn Jahren zu gewährleisten, und sich andererseits angemessen zu fragmentieren, wenn der Druck in der ersten Gasvorratskammer abzufallen beginnt. Schließlich beschreibt die Patentanmeldung DE 200 19 665 einen Generator, der mit einer pyrotechnischen Ladung ausgestattet ist, um das Kissen schnell aufzublasen, und mindestens zwei verschiedene Fluide, welche später agieren, um das Kissen während mehrerer Sekunden aufgeblasen zu erhalten.
Der Fachmann ist also immer auf der Suche nach einem Generator, der die zwei hierüber angeführten Funktionskonfigurationen bietet, und einerseits erlaubt die vorher erwähnten Probleme zu lösen und andererseits die Fabrikationskosten zu reduzieren.
Man kennt außerdem durch das Dokument DE 196 54 315 einen Hybridgasgenerator, dessen Körper eine Zündvorrichtung, ein Behälter, der Druckgas enthält, sowie Abzugsöffnungen enthält, die anfänglich abgedichtet sind.
Dieser bekannte Generator umfasst zwei pyrotechnische Ladungen, die jede in einer verschiedenen Verbrennungskammer, die mit dem Körper verbundenen ist, angeordnet sind.
Wie dies in der Spalte 1, Zeilen 47 bis 56 des Dokuments DE 196 54 315 erwähnt wird, findet die Einleitung der Verbrennung dieser zwei Ladungen mit einer Zeitverzögerung solcher Art statt, dass man zuerst einen langsamen Druckanstieg erhält, gemäß einer Kurve schwacher Steigung, dann einen schnellen Druckanstieg, gemäß einer Kurve abrupter Steigung. Dieser Vorgang kann auch invertiert werden (Spalte 4, Zeile 44). Die Struktur des Generators umfasst zwei getrennte Verbrennungskammern, wobei die Herstellungskosten steigen.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft einen Hybridgasgenerator für eine Sicherheitsvorrichtung an einem Kraftwagen, die ein aufblasbares Schutzkissen umfasst, wobei der Generator einerseits einen Körper umfasst, der eine Zündvorrichtung enthält und andererseits einen Behälter, der mit dem Körper verbunden ist, und ein Gas unter Druck sowie Abzugsöffnungen enthält, die anfänglich abgedichtet sind, durch welche die Gase entweichen können, um das Kissen aufzublasen.
Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass der Körper eine einzige Verbrennungskammer bildet, die zwei verschiedene pyrotechnische Ladungen enthält, wobei:

i) eine erste pyrotechnische Ladung, die geeignet ist, um eine Gasmenge zu erzeugen, die an das Gasvolumen angeschlossen ist, das in dem Behälter enthalten ist, die erlaubt das Schutzkissen in einem Zeitabschnitt kleiner als 50 ms aufzublasen,
ii) eine zweite pyrotechnische Ladung, die geeignet ist, nach der Verbrennung der ersten pyrotechnischen Ladung eine Gasmenge zu erzeugen, die ausreicht um das Schutzkissen während eines Zeitabschnitts von mehreren Sekunden aufgeblasen zu erhalten.

Vorteilhafterweise hat der Behälter eine langgestreckte zylindrische Form. Der Generator kann auf diese Weise verwendet werden, um ein seitliches Schutzkissen aufzublasen. Der Körper und der Behälter können sowohl jeder in einem verschiedenen zylindrischen Element ausgeführt sein als auch alle beide in einem selben Rohr einstückig ausgeführt sein. Im zweiten Fall ist ein perforiertes Teil, das eine Düse bildet, an der Verbindung des Körpers und des Behälters -angeordnet. Außerdem weist der Behälter ein mit Hilfe eines Metallteils abgedichtetes Ende auf, das mindestens einen axialen Gasaustrittskanal umfasst. Das erlaubt auf diese Weise die Verwendung eines einzigen Gasdiffusors, der auf dem abgedichteten Ende des Behälters befestigt ist und vereinfacht in hohem Maße die Fixierung des Schutzkissens in Hinsicht auf die Abwesenheit des Diffusors entlang des Generators.
Vorzugsweise ist die erste pyrotechnische Ladung in Form von losen Würfeln ausgeführt, und die zweite pyrotechnische Ladung ist in der Form eines zylindrischen Blocks ausgeführt, der mit einem zentralen Kanal ausgestattet ist, der geeignet ist, die erste pyrotechnische Ladung zu beinhalten. Dennoch kann die erste pyrotechnische Ladung für alle Arten von kleinen Objekten, die lose angeordnet werden, verallgemeinert werden.
Die 1 ist eine perspektivische Teilansicht eines pyrotechnischen Hybridgasgenerators gemäß der Erfindung.
In Bezug auf die 1 erkennt man, dass ein Generator 1 gemäß der Erfindung einen Körper 2 und einen Behälter 3 umfasst, die jeder in einem verschiedenen zylindrischen Element ausgeführt sind. Der Behälter 3 weist ein erstes gekrümmtes Ende 4 auf, das durch Schweißen an eins der Enden 5 des Körpers 2 so befestigt ist, dass ein zentraler Durchlass mit begrenztem Durchmesser erzeugt wird, der sich an der Verbindung des Behälters 3 und des Körpers 2 befindet und eine Düsenöffnung bildet. Dieser Durchlass ist anfänglich durch eine zerbrechliche Abdeckung abgedichtet(nicht dargestellt). Der Behälter ist andererseits mit einer seitlichen Wandung 6 ausgestattet und mit einem zweiten Ende, das durch ein scheibenförmiges Metallteil 7 verschlossen ist, das in der seitlichen Wandung durch Schweißen befestigt ist. Dieses Metallteil 7 ist einerseits mit einem Kanal 8, der anfänglich durch eine zerbrechliche Abdeckung abgedichtet ist (nicht dargestellt) und andererseits mit einer Einfüllöffnung für Gas 31 unter Druck ausgestattet, die mittels eines Pfropfens 30 abdichtend verschlossen ist. Dieses Gas 31 unter Druck kann zum Beispiel eine Mischung ganz oder teilweise aus Helium, Argon, Sauerstoff oder salpetriges Oxyd sein. Ein Diffusor 9 der mit axialen Abzugsöffnungen 10 ausgestattet ist, ist durch Bördelung über dem scheibenförmigen Metallteil 7 befestigt.
Der Körper 2 weist eine seitliche Wandung 11 sowie ein zweites Ende auf, in welches die verschiedenen Elemente eingegliedert sind, die in dem Körper 2 enthalten sind, bevor er durch eine Verschlußhülse 12 abgedichtet wird. Genauer ist eine pyrotechnische Ladung in der Form eines zylindrischen Blocks 13 zunächst in den Körper 2 geschoben und weist eine äußere Oberfläche zum Kontakt der seitlichen inneren Wandung 11 auf. Dieser zylindrische Block 13 ist als Anschlag gegen das Ende des Körpers 2 angeordnet, der durch Schweißen an dem erste Ende 4 des Behälters 3 befestigt ist. Eine andere pyrotechnische Ladung in der Form loser Würfel 14 ist danach in den zentralen Kanal des zylindrischen Blocks 13 angeordnet. Schließlich wird die Verschlußhülse 12, die in der Form eines scheibenförmigen Metallteils ausgeführt ist, in welchem ein elekropyrotechnischer Zünder 16 eingefügt ist, durch Bördelung in dem zweiten Ende des Körpers 2 befestigt.
Die Würfel 14 werden durch einen Komposittreibstoff gebildet, der ein Bindemittel auf Silikonbasis und eine Oxidansladung auf Amoniumperchlorat- und Sodiumnitrat-Basis besitzt. Der zylindrische Block 13 wird durch einen Komposittreibstoff gebildet, der ein Bindemittel auf Polybutadien-, Polyurethan-Basis und eine Oxidansladung auf Basis von zum Beispiel Amoniumperchlorat besitzt.
Im Falle einer Erschütterung, die das Aufblasen des Schutzkissens erfordert, um den Schutz des Insassen zu gewährleisten, funktioniert der Generator auf folgende Weise. Der elektropyrotechnische Zylinder 16 bewirkt die Einleitung der Verbrennung der Würfel 14, die in einigen Millisekunden eine erhebliche Menge Gases erzeugen, was die zerbrechliche Abdeckung, die sich an der Verbindung des Körpers 2 und des Behälters 3 befindet, zu zerbrechen zwingt. Es folgt ein Druckanstieg in dem Behälter 3, der die zerbrechliche Abdeckung, die den Kanal 8 abdichtet, zwingt, zu fragmentieren. Schließlich sind die Gase durch die axialen Abzugsöffnungen 10 abgezogen und blasen das Schutzkissen in einem Zeitabschnitt, der zwischen 10 ms und 50 ms gewählt werden kann, auf.
Dazu parallel bewirken der elektropyrotechnische Zünder 16 und die Verbrennung der Würfel 14 gleichermaßen die Einleitung der Verbrennung des zylindrischen Blocks 13, der geeignet ist, eine Menge Gas zu erzeugen, die ausreicht, um das Schutzkissen während einer Dauer von zehntel Sekunden aufgeblasen zu erhalten. Wie vorher passieren die Gase, die durch den zylindrischen Block 13 erzeugt wurden, die Düse, dann den Gasaustrittskanal 8 und schließlich entweichen sie durch die Abzugsöffnungen 10.

Claims

Hybridgasgenerator (1) für eine Sicherheitsvorrichtung an einem Kraftwagen, die ein Schutzkissen umfaßt, wobei dieser Hybridgasgenerator einerseits einen Körper (2) umfaßt, der eine Zündvorrichtung (16) enthält, und andererseits einen Behälter (3), der mit dem Körper verbunden ist und ein Gas (31) unter Druck sowie Abzugsöffnungen (10) enthält, die anfänglich abgedichtet sind, durch welche die Gase entweichen können, um das Kissen aufzublasen, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (2) eine einzige Verbrennungskammer bildet, die zwei verschiedene pyrotechnische Ladungen (14, 13) enthält, und zwar: i) eine erste pyrotechnische Ladung (14), die geeignet ist, eine Gasmenge zu erzeugen, die an das Gasvolumen (31) angeschlossen ist, das in dem Behälter enthalten ist, die erlaubt das Schutzkissen in einem Zeitabschnitt aufzublasen, der kleiner ist als 50 Millisekunden, ii) eine zweite pyrotechnische Ladung (13), die geeignet ist nach der Verbrennung der ersten pyrotechnischen Ladung eine Gasmenge zu erzeugen, die ausreicht um das Schutzkissen während eines Zeitabschnitts von mehreren Sekunden aufgeblasen zu halten.
Generator (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (3) eine langgestreckte zylindrische Form hat.
Generator (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (2) und der Behälter (3) jeweils in einem verschiedenen zylindrischen Element ausgeführt sind.
Generator (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (2) und der Behälter (3) in einem selben einstückigen Rohr ausgeführt sind.
Generator (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein perforiertes Teil, das eine Düse bildet, an der Verbindung des Körpers (2) und des Behälters (3) angeordnet ist.
Generator (1) nach einem beliebigen der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (3) ein mit Hilfe eines Metallteils (7) abgedichtetes Ende aufweist, das mindestens einen axialen Gasaustrittskanal (8) umfasst.
Generator (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gasdiffusor (9) auf dem abgedichteten Ende des Behälters (3) angebracht ist.
Generator (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste pyrotechnische Ladung in der Form von losen Würfeln (14) ausgeführt ist.
Generator nach einem beliebigen der Ansprüche 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite pyrotechnische Ladung in der Form eines zylindrischen Blocks (13) ausgeführt ist, der mit einem zentralen Kanal ausgestattet ist, der geeignet ist, die erste pyrotechnische Ladung (14) zu beinhalten.
Generator (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas (31) unter Druck, das in dem Behälter (3) gelagert wird, in der Gruppe gewählt wird, die durch Helium, Argon, Sauerstoff, Stickstoffoxid oder auch eine Mischung aller oder Teile dieser letzteren aufgestellt wird.