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DE69306017T2 - Hybrider Gasgenerator - Google Patents

Hybrider Gasgenerator

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Publication number
DE69306017T2
DE69306017T2 DE69306017T DE69306017T DE69306017T2 DE 69306017 T2 DE69306017 T2 DE 69306017T2 DE 69306017 T DE69306017 T DE 69306017T DE 69306017 T DE69306017 T DE 69306017T DE 69306017 T2 DE69306017 T2 DE 69306017T2
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DE
Germany
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gas
pyrotechnic
gas generator
polymeric film
generator according
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DE69306017T
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Sek Kwan Chan
Steven John Graham
Ian John Kirby
Graeme Allan Leiper
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PPG Architectural Coatings Canada Inc
Imperial Chemical Industries Ltd
Original Assignee
ICI Canada Inc
Imperial Chemical Industries Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/16Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60R21/26Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow
    • B60R21/268Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow using instantaneous release of stored pressurised gas
    • B60R21/272Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow using instantaneous release of stored pressurised gas with means for increasing the pressure of the gas just before or during liberation, e.g. hybrid inflators

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Air Bags (AREA)

Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf einen derartigen hybriden Gasgenerator, der benutzt wird, ein Insassen- Rückhaltekissen oder Airbag in einem Sicherheitsgerät in motorisierten Fahrzeugen aufzublasen, wenn das Fahrzeug bei einem Zusammenstöß gestoppt wird.
  • Airbags in Rückhaltesystemen werden mittels Gas aus einem Speichervorrat von Inertgas unter hohem Druck aufgeblasen, und zwar mittels lokal von einem gaserzeugenden pyrotechnischen Material, zum Beispiel eine Natriumazid enthaltende Zusammensetzung, erzeugtem Gas oder mittels von dem sogenannten hybriden oder Gasvermehrungssystem, das gespeichertes Druckgas und ebenfalls ein gas- und wärmeerzeugendes pyrotechnisches Material aufweist, hergeleitetem Gas. In dem Hybridsystem vermischt sich das erzeugte heiße Gas mit dem gespeicherten Druckgas und expandiert oder erhäht den Druck des gespeicherten Druckgases. Folglich ist die zu speichernde erforderliche Gasmenge wesentlich geringer als in Systemen, die sich nur auf gespeichertes Gas und den Gasspeicherdruck verlassen, und/oder die Gesamtgräße des Gasgenerators wird im allgemeinen wesentlich verringert. Überdies wird das Hybridsystem oft bevorzugt, obwohl es sperriger als das System ist, welches nur ein pyrotechnisches Material verwendet, da das Hybridsystem weniger Feststoffe und schädliche Gase in der dem Airbag zugeführten Gasmischung produziert.
  • Typische hybride Gasgeneratoren sind in der GB- Patentschrift 1408530 und in den US-Patentschriften 4131300, 5022674, 5031932 und 5033772 beschrieben.
  • In bisher verwendeten hybriden Gasgeneratoren ist die pyrotechnisches Heißgas erzeugende Zusammensetzung in einem separaten Druckbehälter enthalten, welcher gewöhnlich innerhalb des Druckbehälters plaziert ist, der das gespeicherte Druckgas enthält, wobei beide Behälter so eingerichtet sind, daß sie Gas in eine Mischzone liefern, bevor die gemischten Aufbiasgase in den Sack passieren. Diese Anordnung des Gerätes ist kompliziert, erfordert exakt konstruierte Flußsteuereinrichtungen und ist kostspielig. Ein weiterer Nachteil eines hybriden Gasgenerators ist die relativ große Partikelgröße der Festerzeugnisse in der pyrotechnischen Zusammensetzung, deren Erzeugnisse ein Blockieren der Gaszulieferpassagen verursachen können und relativ uneffizient bei der Übertragung der Wärme auf das gespeicherte Gais sind.
  • In der Druckschrift FR-A-2116782 ist ein hybrider Gasgenerator offenbart, bei welchem eine Ladung eines gaserzeugenden explosiven Pulvers, das in der Gestalt von Blättern sein kann, von Flüssiggas umgeben ist. Beim Zünden erzeugt das explosive Pulver schnell ein heißes Gas, welches das Flussiggas erhitzt und verdampft. Diese Art von Gasgenerator wird nicht begünstigt, denn aufgrund der zum Verdampfen der Flüssigkeit erforderlichen Zeit arbeitet er langsam und es gibt ein Risiko von zerstörerischen Sprengeffekten wegen des in dem Flüssiggas explodierenden explosiven Pulvers.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen hybriden Gasgenerator zu schaffen, der einfacher und kostengünstiger als jene bisher angewandten zu konstruieren ist. Eine weitere Aufgabe ist es, einen hybriden Gasgenerator vorzusehen, bei welchem die Effizienz der Wärmeübertragung von dem pyrotechnischen Material auf das gespeicherte Gas wesentlich verbessert ist.
  • Erfindungsgemäß weist ein hybrider Gasgenerator für ein Fahrzeuginsassenrückhalteairbag folgendes auf: einen Speichervorrat eines Druckgases in einem Gasspeicherbehälter mit einem abgedichteten zum Airbag führenden Ausgang, ein wärmeerzeugendes pyrotechnisches Material in Blattform zum Bewirken der Erwärmung und Ausdehnung des gespeicherten Gases, eine Zündeinrichtung zum Zünden des pyrotechnischen Materials und eine Einrichtung zum Öffnen des abgedichteten Ausgangs, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das wärmeerzeugende pyrotechnische Material ein Substrat eines oxidierenden polymerischen Filmes mit einer Schicht eines oxidierbaren Materials zumindestens auf einem Abschnitt mindestens einer Fläche aufweist, wobei der polymerische Film und das oxidierbare Material gemeinsam geeignet sind, auf Zündung zusammen exothermisch zu reagieren, während der polymerische Film im wesentlichen wasserstofffrei und der gespeichert Gasvörrat in gasförmigem Zustand ist.
  • Vorzugsweise ist der polymerische Film an beiden Seiten mit oxidierbarem Material beschichtet.
  • Obwohl sich der Gasgenerator der vorliegenden Erfindung von den bisher verwendeten hybriden Gasgeneratoren durch die Verwendung eines im wesentlichen gaslos wärmeerzeugenden Materials gemäß Patentanspruch 1 anstatt eines gaserzeugenden Druckvergrößerungsmaterials unterscheidet, wird zur Vereinfachung der Klassifikation in dieser Patentschrift der Ausdruck "hybrider Gasgenerator" verwendet, um damit jeden Gasgenerator mit einer Kombination von gespeichertem Gas und beliebigem Gasdruckvergrößerungsmittel zu bezeichnen.
  • Das pyrotechnische Blattmaterial kann getrennt von dem das gespeicherte Gas enthaltenden Behälter und den heißen Erzeugnissen des pyrotechnischen Materials angeordnet sein, die vor der Zulieferung zum Rückhalteairbag mit dem gespeicherten Gas in einer Mischzone gemischt werden. Jedoch ist es zweckdienlich und allgemein bevorzugt, daß das pyrotechnische Material innerhalb des Gasspeicherbehälters und vorzugsweise in einem dünnen Behälter oder in direktem Kontakt mit dem gespeicherten Gas angeordnet ist. Solch eine Anordnung ist möglich, da das pyrotechnische Blattmaterial von dem gespeicherten Gas nicht beeinflußt wird und dem hohen Gasdruck widersteht.
  • Das pyrotechnische Blattmaterial kann von flacher Form sein, zum Beispiel ein oder mehrere flache Streifen oder Scheiben, die in räumlicher Beziehung gehalten werden können, um eine schnelle Verbrennung zu erleichtern. Ersatzweise kann das Blatt zur Einwegverwendung innerhalb des Druckbehälters in eine beliebige geeignete Form gefaltet, gekräuselt, gefalzt, gewellt, profilgefaltet oder gewickelt werden.
  • Vorteilhafterweise kann das pyrotechnische Blatt um einen zentralen starren Formbildner, zum Beispiel einen stabilen Stab oder ein vollwandiges, perforiertes oder maschiges Rohr, gewickelt werden. Das Blatt kann wahlweise um eine Ladung eines pyrotechnischen Materials gewickelt werden, zum Beispiel eine Sodiumazid-Zusammensetzung oder ersteres kann eine solche Ladung enthalten. Das Blatt kann so gewickelt werden, daß Ein- oder Mehrfachwicklung angewandt wird, zum Beispiel als spiral- oder schraubenförmig gewickelter Film. Vorteilhafterweise kann das gewickelte Blatt an einer oder mehreren Stellen geschlitzt werden, um Belüftungsdurchlässe vorzusehen, und kann innerhalb eines perforierten rohrförmigen Behälters wahlweise plaziert werden. Die Verwendung eines Formbildners verhindert das Zusammenfallen des pyrotechnischen Blattes unter dem Zündzündungsimpuls des Zünders, wodurch sichergestellt wird, daß das pyrotechnische Material dem Zünder in einer passenden Weise zum Erzielen einer effizienten Zündung zur Verfügung gestellt wird.
  • Vorzugsweise ist das gespeicherte Gas ein Inertgas, zum Beispiel Argon, welches zum Erleichtern von Undichtheitstests vorteilhafterweise einen geringen Prozentsatz, zum Beispiel 1 bis 2 Prozent, Hehum enthält. Das Gas kann zweckdienlich unter einem Druck von ungefähr 3000 psi (2,109 MPa) gespeichert werden und das Gasvolumen kann zweckdienlich 0,1 bis 2,0 Liter betragen.
  • Eine pyrotechnische Filmschicht ist in den internationalen PCT-Veröffentlichungen WO 90/10611 und WO 90/10724 beschrieben. Der darin beschriebene oxidierende polymerische Film enthält darin aus der aus Halogenen (besonders Fluor), Sauerstoff, Schwefel, Stickstoff und Phosphor bestehenden Gruppe ausgewählte chemisch gebundene Atome. Eine bevorzugte Filmschicht wird aus Fluorpolymer hergestellt, wie Polytetrafluoroäthylen (PTFE), aus dem hochenergetische pyrotechnische Filme erzeugt werden, wobei jedoch andere passende polymerische Filme jene einschließen, die aus Polyhexafluoropropylen, Kopolymeren aus Vinyliden und Hexafluoropropylen, Kopolymeren aus Tetrafluoroäthylen und Perfluoropropylen, Kopolymeren aus Chlortrifluoroäthylen und Vinylidenfluorid, Homopolymerisaten aus Perfluoropropylen und seinen Kopolymeren mit Vinylidenfluorid und Gemische aus zwei oder mehreren solcher Polymere miteinander oder mit PTFE hergestellt sind.
  • Das oxidierbare Material ist vorteilhafterweise auf der Filmschicht aufgedampft und kann passenderweise ein Metall aufweisen, das aus der Gruppe ausgewählt wurde, die aus folgendem besteht: Lithium, Natrium, Magnesium, Beryllium, Kalzium, Strontium, Barium, Aluminium, Titan, Zirkonium und deren Legierungen. Ein am meisten bevorzugtes Metall ist Magnesium oder eine Legierung daraus, vorzugsweise auf ein Fluoropolymersubstrat beschichtet. Vorzugsweise ist das Verhältnis von Metall zum Substrat des oxidierenden polymerischen Filmes im wesentlichen stöchiometrisch, oder es gibt einen kleinen Metallüberschuß an der Stelle des Filmes, der dem Metall unterliegt. Ein typischer pyrotechnischer Film weist einen 3 bis 50 Mikrometer (typischerweise 10 bis 50 Mikrometer) dicken Polytetrafluoroäthylenfilm mit einer aufgedampften Magnesiumschicht von 2 bis 40 Mikrometern (typischerweise 10 Mikrometer) Dicke an jeder Seite auf. In diesem Beispiel ist die Reaktionsgleichung
  • (C&sub2;F&sub4;)n + 2nMg T 2nMgf&sub2; + 2nC
  • Diese Reaktion setzt 5,98 Megajoule/Kilogramm Reaktandmaterial frei.
  • Die Energiefreisetzungsrate variiert entgegengesetzt der Dicke des pyrotechnischen Filmes, weshalb folglich die Dicke so gewählt werden kann, daß die gewünschte
  • Energiefreisetzungsrate erreicht wird. Die Ladung eines pyrotechnischen Materials kann zwischen 2 bis 50 Gramm zweckdienlich sein.
  • Die Zündeinrichtung zum Zünden des pyrotechnischen Materials kann beispielsweise eine Zündkapsel, ein expiodierender Brückendraht, eine Halbleiterbrücke, ein Funkenausstoß, ein elektrischer Strom oder ein heißer Draht sein. Die Zündeinrichtung kann so eingerichtet sein, daß sie aufgrund eines Zusammenstoßes ausgelöst wird, in den ein den Gasgenerator enthaltendes Fahrzeug verwickelt ist. Einmal gezündet, reagiert der pyrotechnische Film schnell, um Heißstoffe zü erzeugen, die das gespeicherte Gas erwärmen und ausdehnen.
  • Der Gasausgang von dem Druckbehälter wird mittels eines Brechelementes, wie einer Berstplatte oder einer Trennwand zweckdienlich abgedichtet. Wahlweise kann das Brechelement mittels einer Bersteinrichtung bersten, wie eine aufgrund des Fahrzeugzusammenstoßes und unabhängig von der Zündung des pyrotechnischen Materials gezündete elektrische Zündkapsel, in welchem Fall das Druckgas teilweise zuvor oder gleichzeitig mit der Zündung des pyrotechnischen Materials freigesetzt werden kann. Jedoch ist es im allgemeinen für das Brechelement zweckdienlich, gleichzeitig mit oder aufgrund der Zündung des pyrotechnischen Materials mittels Betätigung der Zündeinrichtung bei einem Zusammenstoß des Fahrzeuges zu bersten. Das Brechelement kann eingerichtet sein, um aufgrund des Erreichens vorbestimmter Druck- und Wärmebedingungen im Inneren des Gasspeicherbehälters zu bersten. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann das Bersten des Brechelementes mittels einer Einrichtung eines benachbarten wärmesensiblen Sprengzünders bewirkt oder erleichtert werden.
  • Ersatzweise kann ein mittels des Verbrennens des pyrotechnischen Materials oder mittels des Impulses der Zündeinrichtung angetriebenes Projektil direkt gegen das Brechelement angetrieben werden, um das Element zu Brechen, oder das Projektil kann gegen eine Schlagzündung, wie einen stoß- oder stichempfindlichen Sprengzünder angetrieben werden, der eingerichtet ist, um nach der Betätigung mittels des Projektiles das Brechelement zu Brechen.
  • Die Verwendung eines pyrotechnischen Blattes als Wärmeerzeuger in einem hybriden Gasgenerator für Fahrzeuginsassenrückhaltesysteme ermöglicht, die Gasgeneratorkonstruktion zu vereinfachen, ohne auf Verläßlichkeit zu verzichten. Man benötigt keinen zweiten Druckbehälter mehr, der das pyrotechnische Material enthält, noch gibt es einen Bedarf an hochentwickelten Flußsteuereinrichtungen oder Mischkammern. Das pyrotechnische Blattmaterial erzeugt Feststoffprodukte von sehr geringer Partikelgröße, die ihre thermische Energie sehr effizient auf das gespeicherte Gas übertragen. Desweiteren bietet die Gewalt der Zündenergiefreisetzung von dem pyrotechnischen Material ein effizienteres Öffnen des Druckbehälters als ein beliebiges bisher in Insassenrückhaltesystemen verwendetes pyrotechnisches Material oder Treibmittel, was somit erlaubt, die Konstruktion des Druckbehälterverschlusses zu vereinfachen.
  • Im folgenden wird die Erfindung beispielhaft ausschließlich unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
  • Es zeigen:
  • Fig. 1 bis 4 jeweils einen mittleren Längsschnitt einer anschaulichen schematischen Abbildung eines alternativen Ausführungsbeispiels der Erfindung.
  • Fig. 5 bis 7 alternative Konstruktionen der in den in Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen verwendeten pyrotechnischen Ladungen in schematischem Querschnitt.
  • Gemäß Fig. 1 umfaßt ein allgemein mit 10 bezeichneter Gasgenerator einen Flußstahldruckbehälter 11, der eine zwischen zwei perforierten Raumhaltern 13 und 14 befindliche spiralförmig gewickelte Ladung eines pyrotechnischen Blattes 12 (Heizelement) enthält. Das gewickelte pyrotechnische Element 12 ist mit einem Längsschlitz 15 durchschlitzt, um den Gasfluß nach einer zunduing des pyrotechnischen Materials zu erleichtern. Eine metallummantelte Zündkapsel 16 ist mittels Schweißen in einem Ende 17 des Behälters 11 abgedichtet, wobei die Zündkapsel Leitungsführungen 18 zum Verbinden mit der Aktivierungseinrichtung (nicht dargestellt) umfaßt und die Führungen 18 in die Zündkapsel nach bekannter Weise mittels einer Glas-Metall-Verschmelzung abgedichtet sind. Ein Filterelement 19 aus porösem Inertmaterial ist in einem Abschnitt des Behälters 11 am Ende 20 gegenüber dem Ende 17 angeordnet. Das Ende 20 besitzt eine Ausgangsöf fnung 21, die mit einem an dem Ende 20 des Behälters 11 angeschweißten Sitzelement 22 aus rostfreiem Stahl abgedichtet ist, wobei das Element 22 eine Mündung 23 besitzt, die mit einer Berstplatte 24 abgedichtet und an diese angeschweißt ist. Der Behälter 11 besitzt zweckdienlicherweise eine Aufnahmefähigkeit von 0,1 bis 2, Litern und ist mit Inertgas zweckdienlicherweise mit einem Volumen von 98% Argon und 2% Hehum unter einem Druck von ungefähr 3000 psi (2,109 MPa) gefüllt. Das Heizelement 12 weist zweckdienlicherweise ungefähr 6 bis 25 Gramm eines pyrotechnischen Blattes auf.
  • Im Betrieb wird bei einem Zusammenstoß eines den Gasgenerator 10 enthaltenden Fahrzeuges Strom durch Leitungsführungen 18 geführt, um die Zündkapsel 16 zu zünden, die wiederum das pyrotechnische Element 12 zündet. Die durch das Element 12 erzeugte Wärme heizt und erhöht den Druck des Inertgases im Behälter 11 unter vorbestimmten Druck- und Wärmebedingungen, die von den Eigenschaften der Berstplatte 24 abhangig sind, wobei die Berstplatte 24 zerbricht, um dem Gas zu ermöglichen, durch die Mündung 23 und den Behälterausgang 21 zu fließen, um einen Airbag (nicht dargestellt) eines Sicherheitsrückhaltesystems aufzublasen.
  • In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt ein allgemein mit 30 bezeichneter Gasgenerator einen Flußstahldruckbehälter 31, der mit Inertgas unter einem Druck von ungefähr 3000 psi gefüllt ist. Der Behälter 31 enthält eine spiralförmig umwickelte Ladung eines pyrotechnischen Blattmaterials 32, die auf einen zentralen Formbildner 33 gewickelt ist und in einem relativ leichten Metallgehäuse 34 eingelagert ist. Ein Ende 35 des Gehäuses 34 ist in einer in einem Ende 37 des Behälters 31 gebildeter Mündung 36 befestigt. Eine elektrische Zündkapsel 38 ist in das Ende 35 des Gehäuses 34 geschweißt und ist in ihm abgedichtet und in der Mündung 36 mittels eines Rückhalteringes 39 zurückgehalten, der an den Behälter 31 und an das Metallbehältnis der Zündkapsel 38 angeschweißt ist. Die Zündkapsel 38 besitzt Leitungsführungen 40 als Verbindung zur Aktivierungseinrichtung (nicht dargestellt). Das andere Ende 41 des Gehäuses 34 ist zentral in dem Behälter 31 mittels eines Spinnenelementes 42 ausgerichtet. Das Ende des Gehäuses 34 besitzt eine darin gebildete außen umlaufende Nut 43, die einen abgeschrägten oder angespitzten Endabschnitt 44 beschreibt, welcher von dem Ende 35 des Gehäuses 34 wegbricht, wenn die Ladung 32 gezündet wird und der Druck in dem Gehäuse 34 einen vorbestimmten Wert übersteigt. Der Abschnitt 44 ist in dem Behälter 31 mittels einem Zentrierführungelement 60 zentriert, welches die Längsausrichtung des Abschnitts 44 erhält, nachdem er von dem Ende 35 weggebrochen ist. Das zweite Ende 45 des Behälters 31 besitzt eine Ausgangsöf fnung 46 und enthält ein Dichtelement 47 in einer Lage, die einen Füllraum 48 zwischen dem Dichtelement 47 und der Ausgangsöf fnung 45 hinterläßt, in welchen die Ausblasgase entweichen, bevor sie durch die Öffnung 46 zu dem Airbag (nicht dargestellt) fließen.
  • Ein poröses Inertfilterelement 49 verschließt die Öffnung 46 und wird in dieser Lage mittels eines ringförmigen Raumelementes 50 zurückgehalten.
  • Das Dichtelement 47 ist ein metallenes ringförmiges Element, welches am Umfang an den Behälter 31 geschweißt ist und eine zentrale Mündung 51 besitzt, die mittels einer dünnen Brechplatte 52 aus rostfreiem Stahl abgedichtet ist.
  • Im Betrieb fließt bei einem Zusammenstoß eines den Gasgenerator 30 enthaltenden Fahrzeuges Strom durch Leitungsführungen 40, um die Zündkapsel 38 zu zünden, die wiederum die pyrotechnische Ladung 32 zündet. Der Endabschnitt 44 des Gehauses 34 bricht an der Nut 43 weg, wird gegen die Brechplatte 52 geworfen und durchbricht die Brechplatte 52. Die Platte zerbricht sofort und das Inertgas, das erhitzt und durch das Brennen der Ladung 32 expandiert ist, fließt durch die Mündung 51, den Filter 49 und die Ausgangsöffnung 46, um einen Airbag aufzublasen.
  • Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel ist eine Abänderung des in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispieles, das einen stoßempfindlichen Sprengzünder 53 besitzt, der mit der Brechplatte 52 in Kontakt steht, wobei das Dichtelement 47 geändert wurde, um die Scheibe 52 und den Sprengzünder 53 unterzubringen.
  • Im Betrieb der Zündung der pyrotechnischen Ladung 32 bricht der angespitzte Endabschnitt 44 des Gehäuses 34 an der Nut 43 weg und wird gegen den Sprengzünder 53 geworfen und initiiert den Sprengzünder 53. Die Sprengung des Sprengzünders 53 zerbricht sofort die Brechplatte 52 und ermöglicht dem Inertgas, das durch das Brennen der pyrotechnischen Ladung 32 erhitzt wurde, durch die Mündung 51, den Filter 49 und die Ausgangsöffnung 46 zu fließen, um einen Airbag aufzublasen.
  • Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel ist eine Abänderung des in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispieles, wobei der Sprengzünder 53 stichempfindlich anstatt stoßempfindlich ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 34 weggelassen worden, der zentrale Formbildner 33 hohl und ein axial bewegbares Element 54 axial innerhalb des Formbildners 33 angebracht. Ein Ende des Elementes 54 ist neben der Zündkapsel 38 angeordnet und so eingerichtet, daß aufgrund der Zündung der Zündkapsel das Element 54 axial durch den Formbildner 33 mittels des Impulses der Zündung angetrieben wird, wobei die Flamme von der Zündkapsel 38 gleichzeitig das pyrotechnische Material 32 zündet. Das andere Ende des Elementes 54 besitzt einen Nadelpunkt 55, der axial mit Zwischenraum zum Sprengzünder 53 angeordnet ist, aber nach Zündung der Zündkapsel 38 den Sprengzünder 53 durchdringt, um das Zerbrechen der Brechplatte 52 und folgerichtig das Freisetzen des erhitzen Gases zu bewirken, um den Airbag aufzublasen.
  • In den Abbildungen der in Fig. 5 bis 7 dargestellten alternativen pyrotechnischen Ladungen ist das Material des pyrotechnischen Blattes 32 im allgemeinen spiralförmig um einen zentralen Formbildner 33 gewickelt.
  • Das pyrotechnische Blatt 32 in Fig. 5 ist ein flaches Blatt mit lose gewundenen oder auseinandergehaltenen Wicklungen. In Fig. 6 ist das pyrotechnische Blattmaterial ein profilgefaltetes Blatt und in Fig. 7 ist es ein gewelltes Blatt.

Claims (8)

1. Hybrider Gasgenerator für ein Fahrzeuginsassenrückhalteairbag mit
einem Druckgasspeichervorrat in einem Gasspeicherbehälter (11, 31) mit einem abgedichteten Ausgang (21, 46), der zum Airbag führt,
einem wärmeerzeügenden pyrotechnischen Material in Blattform (12, 32) zum Bewirken von Erwärmung und Ausdehnung des gespeicherten Gases,
einer Initialeinrichtung (16, 38) zum Zünden des pyrotechnischen Materials
und Einrichtungen (24, 44, 47 und 53) zum Öffnen des abgedichteten Ausganges, dadurch gekennzeichnet, daß
das wärmeerzeugende pyrotechnische Material folgendes aufweist: ein Substrat eines oxidierenden polymerischen Filmes mit einer Schicht eines oxidierbaren Materials auf zumindesten einem Abschnitt mindestens einer seiner Flächen, wobei der polymerische Film und das oxidierbare Material gemeinsam geeignet sind, aufgrund einer Zündung zusammen exothermisch zu reagieren und der polymerische Film weitgehend wasserstofffrei ist, und das Gas des Speichervorrats in gasförmigem Zustand ist.
2. Gasgenerator gemäß Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das pyrotechnische Material innerhalb des Gasspeicherbehälters (11, 31) angeordnet ist.
3. Gasgenerator gemäß Patentanspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß das pyrotechnische Material in direktem Kontakt mit dem gespeicherten Gas steht.
4. Gasgenerator gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß das pyrotechnische Blattmaterial (12, 32) um ein zentralen starren Formbildner (33) gefaltet, gekräuselt, gefalzt, gewellt, profilgefaltet oder gewickelt ist.
5. Gasgenerator gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß
der oxidierende polymerische Film aus der aus Halogenen, Sauerstoff, Schwefel, Stickstoff und Phophor bestehenden Gruppe ausgewählte chemisch gebundene Atome enthält und das oxidierbare Material ein Metall aus der aus Lithium, Natrium, Magnesium, Beryllium, Kalzium, Strontium, Barium, Aluminium, Titan, Zirkonium und deren Legierungen bestehenden Gruppe aufweist, wobei das Metall auf den oxidierenden polymerischen Film gedampft ist.
6. Gasgenerator gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß pder oxidierende polymerische Film Polymer aufweist, das aus der aus folgendem bestehenden Gruppe ausgewählt wurde: Polytetrafluoroäthylen (PTFE), Polyhexafluoropropylen, Kopolymeren aus Vinylidenfluorid und Hexafluoropropylen, Kopolymeren aus Tetrafluoroäthylen und Perfluoropropylen, Kopolymeren aus chlortrifluoroäthylen und Vinylidenfluorid, Homopolymerisaten aus Perfluoropropylen und seinen Kopolymeren mit vinylidenfluorid und Gemische aus zwei oder mehreren solcher Polymere miteinander oder mit PTFE.
7. Gasgenerator gemäß Patentanspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß das pyrotechnische Blatt einen polymerischen Film von 3 bis 50 Mikrometern Dicke mit einer darauf aufgedampften Magnesiumschicht von 2 bis 40 Mikrometern Dicke aufweist.
8. Gasgenerator gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (46) des Gasspeicherbehältnis (31) mittels einem brechbaren Element (52) abgedichtet ist und ein Projektil (44, 54) angeordnet ist, um mittels des Impulses der Initialeinrichtung (38) oder des Brennens des pyrotechnischen Materials (32) gegen einen auf Betätigung mittels des Projektils eingerichteten Schlag-Sprengzünder (53) zum Zerbrechen des brechbaren Elements (52) angetrieben zu werden.
DE69306017T 1992-03-04 1993-02-09 Hybrider Gasgenerator Expired - Fee Related DE69306017T2 (de)

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CA (1) CA2090913A1 (de)
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GB (1) GB9204712D0 (de)

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