DE19716121A1 - Gaserzeugungszusammensetzung - Google Patents
GaserzeugungszusammensetzungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gaserzeu
gungszusammensetzung oder -komposition, die einen organi
schen Brennstoff aufweist, der mit einem Oxidationssalz
einen Komplex bildet. Die vorliegende Erfindung ist be
sonders geeignet zum raschen Aufblasen auf Fahrzeuginsas
senschutzvorrichtung.
Eine Aufblasvorrichtung zum Aufblasen einer Fahrzeugin
sassenschutzvorrichtung wie zum Beispiel ein Airbag be
ziehungsweise ein Gaskissen umfaßt eine Aufblasströmungs
mittelquelle zum Aufblasen des Airbags. Bei einer be
stimmten Art einer Aufblasvorrichtung weist die Auf
blasströmungsmittelquelle einen Körper eines entzündbaren
Gaserzeugungsmaterials auf. Diese Art der Aufblasvorrich
tung umfaßt ferner eine Zündvorrichtung. Die Zündvorrich
tung wird betätigt um den Körper des gaserzeugenden Mate
rials zu zünden wenn das Fahrzeug in einen bestimmten Zu
stand gerät wie zum Beispiel eine plötzliche Verlangsa
mung erfährt, was einen Zusammenstoß anzeigt und wenn
dieser Zustand über einem vorbestimmten Schwellenwert
liegt, der einen Zusammenstoß anzeigt für den das Aufbla
sen des Airbags wünschenswert beziehungsweise zweckmäßig
ist. Wenn das gaserzeugende Material verbrennt erzeugt es
ein Aufblasgasvolumen. Das Aufblasgas wird in den Fahr
zeugairbag beziehungsweise das Gaskissen geleitet um den
Airbag aufzublasen. Wenn der Airbag aufgeblasen ist, er
streckt er sich in das Fahrzeuginsassenabteil und hilft
dabei den Fahrzeuginsassen zu schützen.
Es ist wünschenswert ein Gaserzeugungsmaterial vorzuse
hen, welches neben anderen Eigenschaften folgendes auf
weist: stabile und relativ kostengünstige Bestandteile,
eine kurze Zündperiode, eine Verbrennungsrate die schnell
ist aber ohne Explosionseffekte, und eine hohe Volumen
beziehungsweise Fülldichte so daß nur eine geringer Menge
des Gaserzeugungsmaterials notwendig ist um eine große
Menge nicht giftiger und nicht schädlicher Gase zu erzeu
gen.
Die vorliegende Erfindung weist eine Gaserzeugungszusam
mensetzung zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassenschutzvor
richtung auf. Die Zusammensetzung weist einen Komplex ei
ner Cyanamid-Verbindung und eines Übergangsmetall-Nitrats
auf. Die Komposition weist ferner ein zusätzliches Oxida
tionssalz auf, das mit dem Komplex vermischt ist. Eine
bevorzugte Cyanamid-Verbindung ist Dicyandiamid. Ein be
vorzugtes Übergangsmetall-Nitrat ist Kupfernitrat.
Die bevorzugte Menge an zusätzlichem Oxidationssalz ist
die Menge die eine vollständige Verbrennung der Cyanamid-Verbindung
und die Erzeugung eines Verbrennungsproduktes
zur Folge hat, welches im wesentlichen aus Stickstoff,
Wasser, Kohlendioxid, Karbonat oder Kohlensäuresalz und
einem Übergangsmetall besteht.
Eine bevorzugte Gaserzeugungszusammensetzung oder -kompo
sition weist ungefähr 40 bis 50 Gewichtsprozent
Bis(dicyandiamid)kupfer(I)nitrat vermischt mit ungefähr
60 bis 50 Gewichstprozent Oxidationssalz auf, und zwar
basierend auf dem Gewicht der gesamten Zusammensetzung.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine Auf
blasvorrichtung für eine Fahrzeuginsassenschutzvorrich
tung, die die obige Gaserzeugungszusammensetzung enthält.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß
die Cyanamid-Verbindung in der Lage ist mit einer großen
Menge des Übergangsmetall-Nitrats einen Komplex zu bil
den. Dies bedeutet daß eine große Menge des für die Ver
brennung der Cyanamid-Verbindung benötigten Sauerstoffs
eine intime Kombination mit der Cyanamid-Verbindung be
sitzt. Dies sieht verbesserte Verbrennungscharakteristika
für die Cyanamid-Verbindung im Vergleich zu einer Zusam
mensetzung vor, bei dem die gesamten Sauerstoffatome
durch einfaches Vermischen eines Oxidationssalzes mit der
Cyanamid-Verbindung in der Zusammensetzung enthalten
sind.
Die vorliegende Erfindung und Vorteile derselben werden
sich aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen verdeutlichen; in der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine Teilschnittansicht einer Aufblasvorrich
tung zum Vorsehen eines Aufblasströmungsmittels
zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassenschutzvor
richtung unter Verwendung einer Gaserzeugungs
zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfin
dung; und
Fig. 2 eine computererzeugte Kurve, die die Anstiegs
rate des Aufblasvorrichtungsdrucks zeigt, die
sich aus der Verbrennung der Gaserzeugungszu
sammensetzung der Aufblasvorrichtung gemäß Fig.
1 ergibt.
In der vorliegenden Anmeldung sind alle Prozentsätze Ge
wichstprozente basierend auf dem Gewicht der Gaserzeu
gungszusammensetzung es sei denn es ist explizit etwas
anderes gesagt. Das Gaserzeugungszusammensetzungsgewicht
bedeutet jedoch für die Zwecke der vorliegenden Anmeldung
nur die Kombination der reaktiven beziehungsweise reagie
renden Bestandteile und umfaßt nicht das Gewicht der
inerten Bestandteile die nicht in die Verbrennungsreakti
on eintreten. Beispiele von inerten Bestandteilen können
inerte Kompaktierungshilfen und Verstärkungsfasern sein.
Die Gaserzeugungszusammensetzung der vorliegenden Erfin
dung ist für das Aufblasen einer Fahrzeuginsassenschutz
vorrichtung gedacht, wie zum Beispiel einem Airbag der
aufblasbar ist um einen Fahrzeuginsassen in dem Fall ei
nes Zusammenstoßes für den das Aufblasen eines Airbags
zweckmäßig ist zu schützen.
Gemäß Fig. 1 weist eine Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung
12 eine Aufblasvorrichtung 14 und einen Airbag 16 auf.
Der Airbag 16 ist in der Lage zwischen einem Insassen ei
nes Fahrzeugs und einem inneren Teil des Fahrzeugs aufge
blasen zu werden. Die Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung
12 kann zum Beispiel in dem Lenkrad (nicht gezeigt) des
Fahrzeugs installiert sein.
Die Aufblasvorrichtung 14 weist einen Basisabschnitt 18
und einen Diffusorabschnitt 20 auf. Die zwei Abschnitte
18 und 20 sind an Anbringungsflanschen 22, 24 miteinander
verbunden die mittels einer durchgehenden Schweißung an
einander befestigt sind. Eine Vielzahl von Nieten 28 hält
auch den Diffusorabschnitt 20 und den Basisabschnitt 18
zusammen.
Ein Verbrennungsnapf 30 sitzt zwischen dem Diffosorab
schnitt 20 und dem Basisabschnitt 18. Der Verbrennungs
napf 30 weist eine äußere zylindrische Wand 32 und eine
ringförmige Oberwand 34 auf. Der Verbrennungsnapf 30
teilt die Aufblasvorrichtung 14 in eine Verbrennungskam
mer 40, die innerhalb des Verbrennungsnapfes angeordnet
ist, und eine Filterkammer 44 auf, die ringförmig ist und
außerhalb des Verbrennungsnapfes angeordnet ist. Die Ver
brennungskammer 40 nimmt einen Innenbehälter 50 auf der
hermetisch abgedichtet ist. Der Innenbehälter 50 hält Ga
serzeugungsmaterial 52 welches die Form einer Vielzahl
von Gaserzeugungsscheiben 54 aufweist.
Die Gaserzeugungsscheiben 54 haben eine im allgemeinen
ringförmige beziehungsweise toroidale Konfiguration mit
einer zylindrischen Außenoberfläche 56 und einem sich
axial erstreckenden Loch das durch eine zylindrische In
nenoberfläche 58 definiert ist. Die Scheiben 54 sind in
dem Behälter 50 in einer gestapelten Beziehung positio
niert, wobei die sich axial erstreckenden Löcher ausge
richtet sind. Die zylindrischen Innenoberflächen 58 umge
ben eine Zündkammer 42. Jede Scheibe 54 besitzt im allge
meinen flache entgegengesetzte Oberflächen und kann Vor
sprünge an solchen Oberflächen aufweisen um die Scheiben
leicht voneinander zu beabstanden. Diese Konfiguration
der Scheiben 54 fördert eine gleichförmige Verbrennung
der Scheiben 54. Andere Konfigurationen des Gaserzeu
gungsmaterials 52 können auch verwendet werden.
Die Zündkammer 42 ist durch ein zweistückiges rohrförmi
ges Zündgehäuse 59 definiert, das in den Verbrennungsnapf
40 und die Scheiben 54 paßt und einen Zünder 60 enthält.
Der Zünder 60 umfaßt eine kleine Ladung eines entzündba
ren Materials (nicht gezeigt). Elektrische Leitungen 62
leiten einen Strom zu dem Zünder 60. Der Strom wird ge
liefert wenn ein Sensor (nicht gezeigt) der auf einen Zu
stand anspricht der einen Fahrzeugzusammenstoß anzeigt,
abfühlt, daß der Zustand oberhalb eines vorbestimmten
Schwellenwerts liegt und wenn der Sensor einen elektri
schen Kreis der eine Leistungsquelle (nicht gezeigt)
schließt. Der Strom erzeugt Wärme in dem Zünder 60 welche
das entzündbare Material entzündet. Die Zündkammer 52 be
sitzt ferner einen Behälter 64 der ein rasch verbrennen
des pyrotechnisches Material 66 wie zum Beispiel Borkali
umnitrat. Das rasch verbrennende pyrotechnische Material
66 wird durch die geringe Ladung des entzündbaren Materi
als des Zünders 60 entzündet. Das verbrennende pyrotech
nische Material 66 tritt aus der Zündkammer 42 durch die
Öffnungen 68 in dem Zündgehäuse aus, die zu der Verbren
nungskammer 40 führen. Das verbrennende pyrotechnische
Material 66 dringt in den Behälter 50 ein und entzündet
die Gaserzeugungsscheiben 54. Andere Zündsysteme die in
der Lage sind die Scheiben 54 zu entzünden sind bekannt
und können in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung
verwendet werden.
Die Scheiben 54 werden hergestellt durch ein miteinander
Vermischen von Bestandteilen einer Gaserzeugungszusammen
setzung und dann durch Pressen der gemischten Bestand
teile in die gewünschte Konfiguration. Vorzugsweise wer
den die Scheiben 54 unter Verwendung eines Trockenverfah
rens hergestellt, bei dem die Bestandteile der Gaserzeu
gungszusammensetzung trocken miteinander vermischt werden
und dann in die gewünschte Konfiguration kompaktiert be
ziehungsweise gedrückt werden während sie noch immer in
einem trockenen Zustand sind.
Alternativ können die Scheiben 54 unter Verwendung eines
Naß oder Feuchtverfahrens vermischt und geformt werden.
Bei diesem Verfahren werden die Bestandteile mit einem
flüssigen Medium wie zum Beispiel Wasser oder Ethanol
vermischt um einen Schlamm beziehungsweise einen Brei zu
bilden. Der Schlamm kann teilweise getrocknet und dann in
die gewünschte Konfiguration geformt werden unter Verwen
dung einer Presse oder einer Kompaktiervorrichtung die
eine solche Konfiguration aufweist. Die geformten Schei
ben 54 werden dann getrocknet.
Die Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung 12 weist auch eine
Filteranordnung 72 in der Filterkammer 44 auf. Die Fil
teranordnung 72 befindet sich in dem Strömungspfad zwi
schen der Verbrennungskammer 40 und dem Airbag 16. Die
Filteranordnung 72 dient zum Entfernen fester Verbren
nungsprodukte aus den Verbrennungsgasen und verhindert
ihren Eintritt in den Airbag 16. Die Filteranordnung 72
kühlt ferner die Verbrennungsprodukte der Scheiben 54.
Die Verbrennungsgase von der Filteranordnung 72 strömen
durch Anschlüsse 74 in der Seitenwand des Diffusorab
schnitts 20 in den Airbag 16 um diesen aufzublasen.
Die Gaserzeugungszusammensetzung aus der die Scheiben 54
hergestellt sind weist einen Komplex einer Cyandamid-Ver
bindung mit einem Oxidationssalz das ein Übergangsmetall-Nitrat
beinhaltet auf. Die Gaserzeugungszusammensetzung
weist auch ein zusätzliches Oxidationssalz auf, das Sau
erstoff für die vollständige Verbrennung der Cyanamid-Verbindung
vorsieht, wenn die Gaserzeugungszusammenset
zung gezündet wird.
Beispiele von für die Erfindung zweckmäßige Cyanamid-Ver
bindungen sind: Dicyandiamid (C₂H₄N₄); Melamin
(C₃N₃(NH₂)₃); Cyanamidsalze wie zum Beispiel Kalzium
cyanamid (CaNCN) und Zinkcyanamid (znNCN); Wasserstoff
beziehungsweise Hydrogencyanamidsalze wie zum Beispiel
Calciumhydrogencyanamid (Ca(HNCN)₂) und Natriumhydro
gencyanamid (NaHCN₂); und Mischungen der vorhergehenden
Verbindungen. Diese Cyanamidbrennstoffe können als mode
rat energetisch charakterisiert werden.
Die Cyanamid-Verbindungen sind in der Gaserzeugungszusam
mensetzung bevorzugt da sie nicht giftig, nicht korrodie
rend, chemisch stabil und unempfindlich gegenüber Stößen
oder Schlägen und Reibung sind. Die Cyanamid-Verbindungen
werden derzeit ferner in großen Produktionsmengen herge
stellt und sind zu geringen Kosten schnell verfügbar.
Ferner sind die gasförmigen Verbrennungsprodukte der
Cyanamid-Verbindungen nicht gefährlich beziehungsweise
schädlich und es werden hohe Gaserträge erhalten. Eine
besonders bevorzugte Cyanamidverbindung ist Dicyandiamid.
Die Übergangsmetall-Nitrate bilden leicht einen Komplex
mit einer Cyanamid-Verbindung um dadurch eine enge bezie
hungsweise intime Mischung der Cyanamid-Verbindung mit
dem Nitrat zu bilden. Die Cyanamid-Verbindung dient als
Ligand. Eine enge Mischung eines Ligand und des Nitrats
ist wünschenswert beziehungsweise zweckmäßig um verbes
serte Verbrennungscharakteristika zu erreichen.
Übergangsmetall-Nitrate sind charakteristisch deliques
zent beziehungsweise zerfließend (d. h. sie besitzen eine
Neigung atmosphärischen Wasserdampf zu absorbieren und
eine Flüssigkeit zu werden). Infolge ihrer deliqueszenten
beziehungsweise zerfließenden Natur wurden Übergangsme
tall-Nitrate im allgemeinen nicht als geeignet als Oxida
tionsmittel bei Treibmittelformeln angesehen. Wenn Über
gangsmetall-Nitrate jedoch mit einem Ligand einen Komplex
bilden sind sie nicht länger deliqueszent beziehungsweise
zerfließend und sie sind hervorragende Oxidationsmittel
oder Sauerstoffträger.
Ein bevorzugtes Übergangsmetall-Nitrat ist Kupfernitrat.
Beispiele anderer Übergangsmetall-Nitrate die verwendet
werden können sind: Mangannitrat, Eisennitrat, Zinknitrat
und Zirkonnitrat.
Kupfernitrat ist im Handel in Hydratform bei der Wasser
moleküle mit dem Kupfernitrat einen Komplex bilden ver
fügbar. Der Komplex aus Kupfernitrat mit Dicyandiamid
wird hergestellt indem zuerst das Kupfernitrat in Wasser
aufgelöst wird, und zwar in dem Vorhandensein einer Re
duktionsagenz wie zum Beispiel Natriumbisulfit bezie
hungsweise Natriumhydrogensulfit (NaHSO₃). Das Natriumbi
sulfat beziehungsweise Natriumhydrogensulfat gibt ein
Elektron ab, das das Kupfer(II)Ion zu einem Kupfer(I)Ion
reduziert. Das Dicyandiamid wird zu der Lösung hinzuge
fügt. Das Dicyandiamid dient als ein Ligand, das die Was
sermoleküle die mit dem Kupfernitrat einen Komplex bilden
ersetzt. Es wird angenommen daß der Ligand und das Kupfer
einen sechsgliedrigen Ring gemäß der folgenden Reaktion
bilden:
Bei dem obigen Dicyandiamidkupfer(I)nitrat-Komplex teilt
jedes Kupfer(I)Ion Elektronen mit zwei Cyano(-CN)Gruppen
von zwei Molekülen des Dicyandiamids. Jedes Kupfer(I)Ion
teilt auch Elektronen mit einem Stickstoffatom von einem
der Dicyandiamidmoleküle um den sechsgliedrigen Ring zu
vervollständigen. Diese Löslichkeit des neutralen Kom
plexsalzes (Dicyandiamidkupfer(I)Nitrat) ist relativ ge
ring und das komplexe Salz beziehungsweise der Salzkom
plex scheidet aus der Lösung aus und wird wieder gewon
nen.
Die obige Reaktion zeigt einen prinzipiellen Vorteil der
vorliegenden Erfindung nämlich die Fähigkeit das Dicyan
diamid mit einer erheblichen Menge des Kupfernitrats ei
nen Komplex zu bilden. Dies hat eine enge Kombination ei
ner großen Menge Sauerstoff mit dem Dicyandiamid in dem
Komplex zur Folge.
Das zusätzliche Oxidationssalz in der Gaserzeugungszusam
mensetzung kann irgendein Oxidationssalz sein das her
kömmlicherweise zur Verbrennung eines organischen Brenn
stoffes verwendet wird. Ein bevorzugtes Salz ist ein Al
kalimetallnitrat, vorzugsweise Kaliumnitrat. Diese Nitra
te sind nicht deliqueszent beziehungsweise zerfließend
und erzeugen bei der Verbrennung mit einer Cyanamidver
bindung Verbrennungsprodukte die nicht giftig sind. Ande
re Alkalimetalle wie zum Beispiel Natrium und Strontium
können verwendet werden.
Bei der vorliegenden Erfindung ist das Übergangsmetall-Nitrat
die Hauptsauerstoffquelle für die Verbrennung der
Cyanamid-Verbindung. Das zusätzliche Oxidationssalz ist
in einer Menge vorhanden die effektiv den zusätzlichen
Sauerstoff vorsieht der notwendig ist um eine vollstän
dige Verbrennung der Cyanamid-Verbindung zur Folge zu ha
ben und ein Verbrennungsprodukt zu erzeugen das im we
sentlichen aus Stickstoff, Wasser, Kohlendioxid, Kalium
karbonat und Kupfer besteht.
Somit sind das Übergangsmetall-Nitrat und das zusätzliche
Oxidationssalz in einer Menge vorhanden die zusammen be
züglich der Cyanamid-Verbindung ungefähr stoichiometrisch
ist. Wenn die Gaserzeugungszusammensetzung brennstof
freich ist, d. h. mehr Brennstoff besitzt als notwendig
ist um mit dem verfügbaren Sauerstoff zu reagieren oder
ein magerer Brennstoff ist, d. h. weniger Brennstoff be
sitzt als notwendig ist um mit dem verfügbaren Sauerstoff
zu reagieren, können sich andere Verbrennungsprodukte er
geben.
Vorzugsweise ist der Komplex aus Cyanamid-Verbin
dung/Übergangsmetall-Nitrat in der Gaserzeugungszusammen
setzung der vorliegenden Erfindung in einer Menge in dem
Bereich von 40% bis ungefähr 50% basierend auf dem Ge
wicht der Gaserzeugungszusammensetzung ausschließlich
inerter Bestandteile vorhanden. Das zusätzliche Oxidati
onssalz ist vorzugsweise in der Gaserzeugungszusammenset
zung der vorliegenden Erfindung in einer Menge von unge
fähr 60% bis ungefähr 50% basierend auf dem Gewicht der
Gaserzeugungszusammensetzung ausschließlich inerter Be
standteile vorhanden.
Die folgenden Beispiele dienen dazu, die vorliegende Er
findung weiter darzustellen.
Es wurde eine Gaserzeugungszusammensetzung der vorliegen
den Erfindung hergestellt. Die Zusammensetzung bezie
hungsweise Komposition (100 Gramm) wies folgendes auf:
eine Mischung eines Bis(dicyandiamid)kupfer(I)nitrat-Kom
plexes und Kaliumnitrat, und zwar in den folgenden Pro
portionen.
Bestandteil | |
Gewicht in Gramm | |
Bis (dicyandiamid)kupfer(I)nitrat-Komplex | |
44,6 | |
Kaliumnitrat | 55,4 |
Der Komplex, der die empirische Formel Cu₂(C₂H₄N₄)₄(NO₃)₂
wies 25,52 Gramm Dicyandiamid und 19,08 Gramm Kupferni
trat auf. Die Dichte der Gaserzeugungszusammensetzung
wurde auf 1,96 Gramm pro Kubikzentimeter bestimmt.
Die Gaserzeugungszusammensetzung wurde in einer geschlos
senen Testkammer verbrannt. Die folgenden Testergebnisse
wurden erhalten:
Tabelle 1 | |
Verbrennungsrate | |
0,05-0,07 Zoll/Sekunde | |
Durchschnittsdruck | 3246 psi |
Verbrennungszeit | 879 ms |
Spitzendruck | 4468 psi |
zum Zeitpunkt | 168 ms |
Verbrennungskammertemperatur | 3235°F (2052°K). |
Durch Computermodulation wurde festgestellt, daß die fol
genden Verbrennungsprodukte erhalten wurden:
Tabelle 2 | |
Verbrennungsprodukte | |
Mol der Produkte | |
N₂ | |
0,96 | |
H₂O | 0,56 |
CO₂ | 0,38 |
K₂CO₃ | 0,22 |
Cu | 0,15 |
Andere Oxide und Festkörper wurden nur in geringsten Men
gen beziehungsweise im Spurenelementbereich erzeugt.
Tabelle 2 zeigt, daß mit 55,4 Gewichtsprozent Kaliumni
trat ausreichend Sauerstoff verfügbar war, um jegliches
Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid umzuwandeln und jeglichen
Wasserstoff in Wasser umzuwandeln.
Die Verbrennungsprodukte besaßen, wenn sie zur Atmosphäre
abgegeben wurden, was das Aufblasen eines Airbags simu
liert, eine Temperatur von 1296°K (1874°F).
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß ein we
sentlicher Teil der Sauerstoffatome, die notwendig sind,
um eine vollständige Verbrennung zu erreichen, das bedeu
tet, eine Oxidation jeglichen Kohlenmonoxids in Kohlendi
oxid und jeglichen Wasserstoff in Wasser, in dem Komplex
mit dem Dicyandiamid enthalten ist. Dies sieht eine effi
zientere Verbrennungsmischung vor, als eine bei dem die
Reaktionsmischung durch einfaches Vermischen hergestellt
wird.
Ein Beispiel einer einfachen Verbrennungsmischung ist in
dem bekannten US Patent Nr. 792,511 angegeben. Bei diesem
Patent werden 85 bis 95 Prozent eines Oxidationssalzes
basierend auf dem Gesamtzusammensetzungsgewicht mit Di
cyandiamid vermischt. Bei der vorliegenden Erfindung be
trägt die Menge des Oxidationssalzes, z. B. Kaliumnitrat,
das durch einfache Vermischung zu der Reaktionsmischung
hinzugefügt wird, nur 55,4 Gewichtsprozent.
Die Effektivität des Komplexes der vorliegenden Erfindung
ist in Fig. 2 dargestellt. Gemäß Fig. 2 ist zu sehen, daß
die Komposition einen maximalen Druck nach ungefähr 170
Millisekunden erreicht. Ein erster Druckwert wurde nach
ungefähr 1,9 Millisekunden erhalten. Die Steigung bezie
hungsweise der Anstieg in den ersten 100 Millisekunden
sah einen durchschnittlichen Druckanstieg von ungefähr 35
psi pro Millisekunde vor, was eine gute Verbrennungsrate
anzeigt.
Die Kurve gemäß Fig. 2 kann natürlich durch die Verwen
dung unterschiedlicher Oxidationsmittel und die Einstel
lung solcher Variablen, wie der Partikelgröße und der
Scheibenkonfiguration variiert werden.
Aus der obigen Beschreibung der Erfindung werden sich dem
Fachmann Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen
ergeben. Solche Verbesserungen, Veränderungen und Modifi
kationen innerhalb des Fachwissens sollen durch die nach
folgenden Ansprüche abgedeckt werden.
Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor:
Die vorliegende Erfindung weist eine Gaserzeugungszusam mensetzung auf, die wenn sie entzündet wird, ein Auf blasströmungsmittel zum Aufblasen eines Airbags bezie hungsweise Gaskissens einer Fahrzeuginsassenschutzvor richtung vorsieht. Die Zusammensetzung weist Cyanamid be ziehungsweise ein Cyanamidverbundmaterial auf, das mit einem Übergangsmetall-Nitrat einen Komplex bildet, sowie ein zusätzliches Oxidationssalz, das mit dem Komplex ver mischt ist. Ein bevorzugtes Cyanamid ist Dicyandiamid. Ein bevorzugter Komplex ist Bis(dicyandiamid)kupfer(I)nitrat.
Die vorliegende Erfindung weist eine Gaserzeugungszusam mensetzung auf, die wenn sie entzündet wird, ein Auf blasströmungsmittel zum Aufblasen eines Airbags bezie hungsweise Gaskissens einer Fahrzeuginsassenschutzvor richtung vorsieht. Die Zusammensetzung weist Cyanamid be ziehungsweise ein Cyanamidverbundmaterial auf, das mit einem Übergangsmetall-Nitrat einen Komplex bildet, sowie ein zusätzliches Oxidationssalz, das mit dem Komplex ver mischt ist. Ein bevorzugtes Cyanamid ist Dicyandiamid. Ein bevorzugter Komplex ist Bis(dicyandiamid)kupfer(I)nitrat.
Claims (20)
1. Gaserzeugungszusammensetzung zum Aufblasen einer
Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung, wobei die Zusam
mensetzung folgendes aufweist:
- a) einen Komplex einer Cyanamidverbindung und ei nes Übergangsmetall-Nitrats; und
- b) ein zusätzliches Oxidationssalz, das mit dem Komplex vermischt ist.
2. Komposition nach Anspruch 1, wobei das zusätzliche
Oxidationssalz in einer Menge vorhanden ist, die
wirksam eine vollständige Verbrennung des Cyanamids
und die Erzeugung eines Verbrennungsproduktes zur
Folge hat, das im wesentlichen aus Stickstoff, Was
ser, Kohlendioxid, Karbonat und Übergangsmetall be
steht.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das
Cyanamid Dicyandiamid ist.
4. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, wobei das Übergangsmetall-Nitrat Kupferni
trat ist.
5. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, wobei der Komplex Bis(dicyandiamid)kup
fer(I)nitrat ist.
6. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, wobei die Zusammensetzung auf einer Ge
wichtsbasis ungefähr 40 bis ungefähr 50 Prozent des
Komplexes und ungefähr 60 bis ungefähr 50 Prozent
des zusätzlichen Oxidationssalzes aufweist.
7. Gaserzeugungszusammensetzung zum Aufblasen einer
Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung, wobei die Zusam
mensetzung folgendes aufweist: einen Ligand und ein
Oxidationssalz, wobei der Ligand ein Cyanamid ist
und zumindest ein Teil des Oxidationssalzes ein
Übergangsmetall-Nitrat ist, das mit dem Cyanamid ei
nen Komplex bildet.
8. Zusammensetzung nach Anspruch 7, wobei der Komplex
aus dem Cyanamid und dem Übergangsmetall-Nitrat
brennstoffreich ist und die Zusammensetzung ein zu
sätzliches Oxidationssalz aufweist, wobei die Menge
des zusätzlichen Oxidationssalzes effektiv eine
vollständige Verbrennung des Cyanamids und die Er
zeugung eines Verbrennungsproduktes zur Folge hat,
das im wesentlichen aus Stickstoff, Wasser, Kohlen
dioxid, Karbonat und Übergangsmetall besteht.
9. Zusammensetzung nach Anspruch 7 oder 8, wobei das
Cyanamid Dicyandiamid ist.
10. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
wobei das Übergangsmetall-Nitrat Kupfernitrat ist.
11. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 7 bis 10,
wobei der Komplex Bis(dicyandiamid)kupfer(I)nitrat
ist.
12. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 7 bis 11,
wobei die Zusammensetzung auf einer Gewichtsbasis
ungefähr 40 bis ungefähr 50% des Komplexes und unge
fähr 60 bis ungefähr 50% des zusätzlichen Oxidati
onssalzes aufweist.
13. Vorrichtung zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassen
schutzvorrichtung, wobei die Vorrichtung folgendes
aufweist:
Mittel, die eine Verbrennungskammer definieren;
eine Masse eines Gaserzeugungsmaterials innerhalb der Verbrennungskammer, die wenn sie gezündet wird, Gas zum Aufblasen der Fahrzeuginsassenschutzvorrich tung erzeugt; und
einen Zünder zum Entzünden des Gaserzeugungsmateri als;
wobei das Gaserzeugungsmaterial einen Komplex aus einer Cyanamidverbindung und einem Übergangsmetall-Nitrat und ein zusätzliches Oxidationssalz aufweist, das mit dem Komplex vermischt ist.
Mittel, die eine Verbrennungskammer definieren;
eine Masse eines Gaserzeugungsmaterials innerhalb der Verbrennungskammer, die wenn sie gezündet wird, Gas zum Aufblasen der Fahrzeuginsassenschutzvorrich tung erzeugt; und
einen Zünder zum Entzünden des Gaserzeugungsmateri als;
wobei das Gaserzeugungsmaterial einen Komplex aus einer Cyanamidverbindung und einem Übergangsmetall-Nitrat und ein zusätzliches Oxidationssalz aufweist, das mit dem Komplex vermischt ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Cyanamidver
bindung Dicyandiamid ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, wobei das
Übergangsmetall-Nitrat Kupfernitrat ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wo
bei der Komplex Bi(Dicyandiamid)-Kupfer(I)-Nitrat
ist.
17. Vorrichtung zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassen
schutzvorrichtung, wobei die Vorrichtung folgendes
aufweist:
Mittel, die eine Verbrennungskammer definieren;
eine Masse eines Gaserzeugungsmaterials innerhalb der Verbrennungskammer, die wenn sie gezündet wird, Gas zum Aufblasen der Fahrzeuginsassenschutzvorrich tung erzeugt; und
einen Zünder zum Zünden des Gaserzeugungsmaterials;
wobei das Gaserzeugungsmaterial einen Ligand und ein Oxidationssalz aufweist, wobei der Ligand ein Cyana mid ist, und mindestens ein Teil des Oxidationssal zes ein Übergangsmetall-Nitrat ist, das mit dem Cyanamid einen Komplex bildet.
Mittel, die eine Verbrennungskammer definieren;
eine Masse eines Gaserzeugungsmaterials innerhalb der Verbrennungskammer, die wenn sie gezündet wird, Gas zum Aufblasen der Fahrzeuginsassenschutzvorrich tung erzeugt; und
einen Zünder zum Zünden des Gaserzeugungsmaterials;
wobei das Gaserzeugungsmaterial einen Ligand und ein Oxidationssalz aufweist, wobei der Ligand ein Cyana mid ist, und mindestens ein Teil des Oxidationssal zes ein Übergangsmetall-Nitrat ist, das mit dem Cyanamid einen Komplex bildet.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei das Cyanamid Di
cyandiamid ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, wobei das
Übergangsmetall-Nitrat Kupfernitrat ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wo
bei der Komplex Bi(Dicyandiamid)-Kupfer(I)-Nitrat
ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/633,422 US5659150A (en) | 1996-04-17 | 1996-04-17 | Gas generating composition with cyanamide and transition metal nitrate |
Publications (2)
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