DE19852318A1

DE19852318A1 - Airbagaufblasvorrichtung

Info

Publication number: DE19852318A1
Application number: DE19852318A
Authority: DE
Inventors: Michael G Mangum; David C Ouart
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1997-11-12
Filing date: 1998-11-12
Publication date: 1999-09-30
Also published as: US20010017175A1; US6368431B2

Abstract

Eine Vorrichtung zum Aufblasen eines Airbags umfaßt einen Behälter und ein verbrennbares Material, welches in dem Behälter angeordnet ist. Das verbrennbare Material weist ein Bindemittel bzw. einen Binder auf, der aus der Gruppe, bestehend aus Zelluloseacetobutyrat und Zelluloseacetopropionat, besteht. Das Bindemittel besitzt einen Schmelzpunkt in dem Bereich von ungefähr 230 DEG C bis ungefähr 260 DEG C. Ein Zünder zündet das verbrennbare Material, um Verbrennungsprodukte zu erzeugen. Eine Leitung leitet die Verbrennungsprodukte zu dem Airbag.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrich tung zum Aufblasen einer Fahrzeuginsassenschutzvorrich tung. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Hybridaufblasvorrichtung.

Ausgangspunkt

Eine Hybridaufblasvorrichtung zum Aufblasen einer Fahr zeuginsassenschutzvorrichtung umfaßt eine Menge eines ge speicherten Gases und einen Körper eines verbrennbaren Materials. Der Körper des verbrennbaren Materials weist typischerweise ein Bindemittel auf, welches mit den ande ren Komponenten des Körpers aus verbrennbarem Material vermischt ist, um dabei zu helfen, eine formbare oder ex trudierbare Masse zu formen. Ein Zünder ist betätigbar zum Entzünden des Körpers aus verbrennbarem Material. Wenn der Körper aus verbrennbarem Material verbrennt, dann erwärmen Verbrennungsprodukte das gespeicherte Gas. Dies erhöht den Druck des gespeicherten Gases. Das er hitzte gespeicherte Gas und die Verbrennungsprodukte bil den ein Aufblasströmungsmittel zum Aufblasen der Fahr zeuginsassenschutzvorrichtung.

Wenn die Umgebungstemperatur, welche die Aufblasvor richtung umgibt, zu hoch wird, können sich das Bindemit tel und somit der Körper aus verbrennbarem Material ver formen. Eine Verformung des Körpers aus verbrennbarem Ma terial könnte die Verläßlichkeit der Zündung und der Aus gangsproduktion des Körpers aus verbrennbarem Material reduzieren. Demgemäß ist es wünschenswert, einen Körper aus brennbarem Material vorzusehen, der einer Verformung widerstehen kann und verläßlich gezündet und verbrannt werden kann, nachdem er relativ hohen Temperaturen für ausgedehnte Zeitperioden ausgesetzt war.

Die Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrich tung zur Verwendung beim Aufblasen einer Fahrzeuginsas senschutzvorrichtung. Die Vorrichtung weist einen Behäl ter und ein verbrennbares Material auf, welches in dem Behälter gespeichert ist. Das verbrennbare Material weist einen Binder bzw. ein Bindemittel auf, das aus der Gruppe bestehend aus Zelluloseacetobutyrat und Zellulose-Aceto propionat ausgewählt ist. Der Binder besitzt einen Schmelzpunkt in dem Bereich von ungefähr 230°C bis unge fähr 260°C. Zündmittel sind vorgesehen zum Entzünden des verbrennbaren Materials. Wenn es entzündet ist, verbrennt das verbrennbare Material und erzeugt Verbrennungsproduk te. Eine Leitung leitet die Verbrennungsprodukte zu der Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Anmeldung dieses Patents enthält mindestens eine Zeichnung, die in Farbe ausgeführt ist: Kopien dieses Pa tents mit Farbzeichnungen werden auf Anforderung und Zah lung der notwendigen Gebühr durch das Patentamt vorgese hen.

Die vorhergehenden und weiteren Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich dem Fachmann aus der folgenden Beschreibung der Erfindung und der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Fahrzeuginsas senschutzvorrichtung;

Fig. 2 eine Schnittansicht einer Aufblasvorrichtung, die gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;

Fig. 3 eine vergrößerte Teilschnittansicht eines Teils der Aufblasvorrichtung gemäß Fig. 2;

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht eines Teils in Fig. 2;

Fig. 5 eine Schnittansicht ähnlich zu Fig. 2, welche die Beziehung zwischen Teilen der Aufblasvor richtung gemäß Fig. 2 zeigt, nachdem die Auf blasvorrichtung betätigt wurde;

Fig. 6 ein Graph, der die kritische Verformungs temperatur eines Treibmittels der vorliegenden Erfindung und Treibmitteln des Standes der Technik zeigt;

Fig. 7 eine Fotografie von Treibmitteln der vorlie genden Erfindung, die Temperaturen von 107°C für 96 Stunden ausgesetzt waren;

Fig. 8 eine Fotografie von bekannten Treibmitteln, die Temperaturen von 107°C für 96 Stunden ausge setzt waren;

Fig. 9 eine Fotografie von Treibmitteln der vorlie genden Erfindung, die Temperaturen von 107°C für 250 Stunden ausgesetzt waren;

Fig. 10 eine weitere Fotografie der Treibmittel gemäß Fig. 9 und

Fig. 11 eine Fotografie von bekannten Treibmitteln, die Temperaturen von 107°C für 400 Stunden ausge setzt waren.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Aufblas vorrichtung 10 zum Vorsehen von Aufblasströmungsmittel zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsassenschutz vorrichtung. Gemäß Fig. 1 ist eine Fahrzeuginsassen schutzvorrichtung 2, mit der die Aufblasvorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, dargestellt.

Die Vorrichtung 2 umfaßt eine aufblasbare Fahrzeuginsas senschutzvorrichtung 4. In dem bevorzugten Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung ist die Schutzvor richtung 4 ein Airbag. Andere aufblasbare Fahrzeug insassenschutzvorrichtungen, die mit der vorliegenden Er findung verwendet werden können, sind z. B. aufblasbare Sitzgurte, aufblasbare Kniepolster, aufblasbare Kopfaus kleidungen oder Seitenvorhänge und Kniepolster, welche durch aufblasbare Airbags betätigt werden.

Die Aufblasvorrichtung 10 ist elektrisch betätigbar zum Vorsehen von Aufblasströmungsmittel zum Aufblasen des Airbags 4. Wenn der Airbag 4 aufgeblasen ist, erstreckt er sich in ein Fahrzeuginsassenabteil (nicht gezeigt), um dabei zu helfen, einem Fahrzeuginsassen vor einem kraft vollen Aufschlagen auf Teile des Fahrzeugs infolge eines Zusammenstoßes oder Unfalls zu schützen.

Die Vorrichtung 2 umfaßt auch einen Aufprall- bzw. Zusam menstoßsensor 6. Der Aufprallsensor 6 ist eine bekannte Vorrichtung, welche einen Fahrzeugzustand abfühlt, der das Auftreten eines Aufpralls bzw. Zusammenstoßes an zeigt. Wenn der Fahrzeugzustand, der durch den Aufprall sensor 6 abgefühlt wird, sich an oder oberhalb eines vor bestimmten Schwellenwertniveaus befindet, zeigt dies das Auftreten eines Aufpralls bzw. Zusammenstoßes mit einer Schwere mit mindestens einem vorbestimmten Schwellenwert niveau an. Das Schwellenwertniveau der Zusammenstoß schwere ist ein Niveau, bei dem das Aufblasen des Airbags 4 für den Schutz des Fahrzeuginsassen zweckmäßig ist.

Der Fahrzeugzustand, der durch den Aufprallsensor 6 abge fühlt wird, ist typischerweise eine plötzliche Fahrzeug verzögerung, die durch einen Zusammenstoß bzw. einen Auf prall bewirkt wird. Die Größe und Dauer der Verzögerung wird durch den Aufprallsensor 6 gemessen. Wenn die Größe und Dauer der Verzögerung bestimmte Schwellenwertniveaus erreicht oder übersteigt, zeigt dies das Auftreten eines Zusammenstoßes bzw. Aufpralls an, welcher das vorbestimm te Schwellenwertniveau der Aufprallschwere erreicht. Ein Einsatzsignal wird dann an die Aufblasvorrichtung 10 zum Betätigen der Aufblasvorrichtung übertragen.

Während die Aufblasvorrichtung 10 eine pyrotechnische Aufblasvorrichtung (nicht gezeigt) sein kann, ist bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung die Auf blasvorrichtung 10 eine Hybrid-Aufblasvorrichtung (Fig. 2, 3 und 5). Gemäß Fig. 2 umfaßt die Hybrid-Aufblas vorrichtung 10 einen im allgemeinen zylindrischen Behäl ter 12 mit einer Kammer 16, welche eine Versorgung an ge speichertem Gas enthält. Ein tassen- bzw. schalenförmiges Einschlußglied 24 blockiert eine Gasströmung von der Kam mer 16 durch eine Vielzahl von Auslaßdurchlässen 28. Das schalenförmige Einschlußglied 24 besitzt ein geschlosse nes Ende 24a und ein entgegengesetztes offenes Ende. Ein Körper 20 aus brennbarem Material ist in einem Gehäuse 22 angeordnet. Der Körper 20 aus verbrennbarem Material und das Gehäuse 22 erstrecken sich in das schalenförmige Ein schlußglied 24. Ein schematisch dargestellter Zünder 32 ist auch innerhalb des Gehäuses 22 angeordnet. Viele un terschiedliche Arten von Zündern können verwendet werden, wie z. B. die Modellnummern 150 222, 150 223, 150 460, 150 472, 150 541 und 150 545, welche durch Special Devices Inc. aus Newhall, Kalifornien, U.S.A hergestellt werden.

Wenn der Airbag 4 aufgeblasen werden soll, wird der Zün der 32 betätigt bzw. aktiviert zum Entzünden des Körpers 20 aus verbrennbarem Material. Ein Entzünden des Körpers 20 aus verbrennbarem Material erzeugt Wärme und Verbren nungsprodukte, welche einen Druck gegen das geschlossene Ende 24a des Einschlußgliedes 24 anlegt. Der an das ge schlossene Ende 24a des Einschlußgliedes 24 angelegte Druck zerbricht bzw. bricht das Einschlußglied und bewegt es weg von dem Auslaßdurchlässen 28, wie es in Fig. 5 ge zeigt ist.

Der Behälter 12 (Fig. 2) umfaßt eine zylindrische ein stückige Stahlseitenwand 40. Die Seitenwand 40 besitzt eine sich längs erstreckende Mittelachse, welche mit ei ner sich längs erstreckenden Mittelachse 42 des Behälters 12 zusammenfällt. Der Behälter 12 umfaßt auch eine ein stückige kreisförmige Stahlendwand 44, welche mit dem rechten Ende (gemäß Fig. 2) der Seitenwand 40 an einer Ringschweißung 46 verbunden ist. Ein Fülldurchlaß 52 ist in der Endwand 44 ausgebildet und durch geeignete Mittel, wie z. B. eine Stahlkugel 54, die an ihren Platz ge schweißt ist, geschlossen. Die kreisförmige Endwand 44 ist koaxial zu der Seitenwand 40 angeordnet. Die Mittel achse 42 des Behälters 12 erstreckt sich durch die Mitte der Endwand 44.

Eine kreisförmige Stahlendwand 58 ist mit dem linken Ende (gemäß Fig. 2) der Seitenwand 40 verbunden durch eine Ringschweißung 60. Die linke Endwand 58 ist in einer koa xialen Beziehung zu der rechten Endwand 44 und der Sei tenwand 40 des Behälters 12 angeordnet. Die linke Endwand 58 besitzt parallele innere und äußere sich radial er streckende Seitenoberflächen 62 und 64. Eine Innensei tenoberfläche 62 weist zu dem Inneren des Behälters 12 während die Außenseitenoberfläche 64 weg vom Inneren des Behälters weist. Die Schweißung 60 verbindet das linke Ende (gemäß Fig. 2) der Seitenwand 40 mit der linken End wand 58, und zwar an einer Stelle zwischen den Innen- und Außenseitenoberflächen 62 und 64.

Die Auslaßdurchlässe 28 sind in der linken Endwand 58 ausgebildet und besitzen eine zylindrische Konfiguration mit Mittelachsen, welche sich parallel zu der Mittelachse 42 des Behälters 12 erstrecken. Die Auslaßdurchlässe 28 sind in einer ringförmigen Anordnung um die Mittelachse 42 des Behälters 12 herum angeordnet. Obwohl nur zwei Auslaßdurchlässe 28 in Fig. 2 gezeigt sind, sei bemerkt, daß mehr als zwei Auslaßdurchlässe in der Endwand 58 aus gebildet sind. Die Anzahl, die Anordnung und die Strö mungsfläche der Auslaßdurchlässe 28 kann variiert werden.

Eine ringförmige Metallfoliendichtung 70 ist durch einen geeigneten Kleber an der Außenseitenoberfläche 64 der Endwand 58 über den Enden jedes der Auslaßdurchlässe 28 gesichert. Die Dichtung 70 blockiert die Leitung von Feuchtigkeit von der Umgebung um die Aufblasvorrichtung 10 herum durch die Auslaßdurchlässe 28 hindurch.

Das Gehäuse 22, welches den Körper 20 aus verbrennbarem Material umgibt, besitzt eine Mittelachse, welche mit der Mittelachse 42 des Behälters 12 zusammenfällt. Das Gehäu se 22 umfaßt einen rohrförmigen Basisabschnitt 74 (Fig. 3), der sich durch die Endwand 58 des Behälters 12 er streckt. Der Basisabschnitt 74 ist im Querschnitt im we sentlichen kreisförmig. Eine Umfangsschweißung 80 verbin det den Basisabschnitt 74 des Gehäuses 22 mit der Außen seitenoberfläche 64 der Endwand 58. Ein zylindrischer Durchlaß 90 erstreckt sich durch die Mitte des Basisab schnitts 74 des Gehäuses 22. Der Zünder 32 ist in einem Teil des Durchlasses 90 angeordnet.

Ein rohrförmiger Hauptabschnitt 94 des Gehäuses 22 ist als ein Stück mit dem Basisabschnitt 74 ausgebildet. Der Hauptabschnitt 94 des Gehäuses 22 umfaßt eine zylindri sche Seitenwand 96. Die Seitenwand 96 und der Basisab schnitt 74 besitzen Längsmittelachsen, welche mit der Mittelachse 42 des Behälters 12 zusammenfallen. Die zy lindrische Seitenwand 96 besitzt einen relativ großen Au ßendurchmesser. Daher weitet sich der Basisabschnitt 74 radial nach außen zu der Seitenwand 96 des Hauptab schnitts 94 des Gehäuses 22 aus.

Der Hauptabschnitt 94 des Gehäuses 22 besitzt eine zylin drische Gehäusekammer 98 (Fig. 3). Die Gehäusekammer 98 besitzt eine Längsmittelachse, welche mit der Mittelachse 42 des Behälters 12 zusammenfällt.

Ein Halter 116 ist innerhalb der Kammer 98 benachbart zu dem Körper 20 aus verbrennbarem Material angeordnet. Eine Spiralfeder 118 ist innerhalb der Kammer 98 benachbart zu dem Halter 116 und auf einer Seite des Halters entgegen gesetzt zu dem Körper 20 aus verbrennbarem Material ange ordnet. Ein Sieb-bzw. Filter 120 ist innerhalb der Kammer 98 zwischen der Feder 118 und dem geschlossenen Ende 24a des Einschlußgliedes 24 angeordnet. Der Halter 116 ist ein dünnes kreisförmiges Gitter aus Metalldraht. Der Hal ter 116 wird durch die Feder 118 gegen den Körper 20 aus verbrennbarem Material gedrückt, um den Körper 20 aus verbrennbarem Material in einer gepackten Anordnung zu erhalten.

Das Sieb bzw. der Filter 120 (Fig. 3) ist vorzugsweise ein gesintertes Metallteil. Eine ringförmige Krimpung oder ein Rand 130 an dem rechten Ende (gemäß Fig. 3) der zy lindrischen Gehäuseseitenwand 96 steht in Eingriff mit dem Sieb bzw. Filter 120, um das Sieb an seinem Platz in dem Gehäuse 22 zu halten.

Eine Vielzahl von Durchlässen ist in dem Sieb 120 vorge sehen, um Verbrennungsprodukte einschließlich Wärme, wel che bei Zündung des Körpers 20 aus verbrennbarem Material erzeugt werden, zu leiten. Insbesondere besitzt das Sieb 120 vier gleichmäßig beabstandete zylindrische Haupt durchlässe 134 (von denen zwei in Fig. 3 gezeigt sind), welche sich durch das Sieb 120 erstrecken. Die Durchlässe 134 leiten Verbrennungsprodukte von dem Körper 20 aus verbrennbarem Material durch das Sieb 120 zu dem ge schlossenen Ende 24a des Einschlußgliedes 24.

Wie oben beschrieben, blockiert das Einschlußglied 24 (Fig. 3) eine Gasströmung von der Kammer 16 durch die Auslaßdurchlässe 28 und umschließt den Hauptabschnitt 94 des Gehäuses 22. Das Einschlußglied 24 umfaßt einen Man tel oder Randabschnitt 162, der mit der flachen kreisför migen Innenseitenoberfläche 62 der Endwand 58 verbunden ist (Fig. 3). Das Einschlußglied 24 besitzt eine zylin drische Seitenwand 164, die verbunden ist mit und koaxial angeordnet ist zu dem Mantelabschnitt 162. Die Seitenwand 164 umschließt den Hauptabschnitt 94 des Gehäuses 22 und den Körper 20 aus verbrennbarem Material. Eine geschlos sene, im wesentlichen kreisförmige Endwand 166 des Ein schlußgliedes 24 ist mit dem rechten (gemäß Fig. 3) End teil der Seitenwand 164 verbunden und schließt das Ende 24a des schalenförmigen Einschlußgliedes. Die Endwand 166 erstreckt sich über das rechte Ende (gemäß Fig. 3) des Gehäuses 22. Der Randabschnitt 162 ist mit der Endwand 58 durch eine Schweißung 163 verbunden.

Gemäß Fig. 3 besitzt der zylindrische Hauptabschnitt 94 des Gehäuses 22 einen Außenoberfläche, welche radial nach innen bezüglich der Längsachse der individuellen Auslaß durchlässe 28 angeordnet ist. Daher verbreitert sich der Randabschnitt 162 axial weg und radial nach außen von dem Hauptabschnitt 94 des Gehäuses 22 zu der linken Endwand 58. Es wird jedoch in Betracht gezogen, daß der Hauptab schnitt 94 des Gehäuses 22 mit einem etwas größerem Durchmesser ausgebildet sein könnte, so daß der Randab schnitt 162 zylindrisch sein könnte und noch immer die ringförmige Anordnung von Auslaßdurchlässen 28 umgibt.

Ein ringförmiger, zerbrechlicher Abschnitt 176 (in Fig. 3) mit reduzierter Dicke ist in dem Randabschnitt 162 ausgebildet. Der zerbrechliche Abschnitt 176 ist unter dem Einfluß von Zugkräften, welche von der Endwand 166 des schalenförmigen Einschlußgliedes 24 beim Zünden des Körpers 20 aus verbrennbarem Material übertragen wird, zerbrechbar. Der zerbrechbare Abschnitt 176 ist koaxial zu der Mittelachse 42 des Behälters 12 und erstreckt sich um den Basisabschnitt 74 des Gehäuses 22.

Der Randabschnitt 162 kooperiert mit der Endwand 58 und dem Basisabschnitt 74, um eine ringförmige Sammellei tungskammer 182 zu bilden. Die Sammelleitungskammer 182 erstreckt sich um den Basisabschnitt 74 des Gehäuses 22 und besitzt eine Längsmittelachse, welche mit der Mittel achse 42 des Behälters 12 zusammenfällt. Die Auslaßdurch lässe 28 in der Endwand 58 besitzen kreisförmige Innenen den, welche zu der Sammelleitungskammer 182 offen sind.

Vor dem Zerbrechen des zerbrechlichen Abschnitts 176 des Randabschnitts 162 ist die Sammelleitungskammer 182 von der Versorgung aus gespeichertem Gas in der Kammer 16 isoliert. Somit ist der Strömungsmitteldruck in der Sam melleitungskammer 182 vor dem Zerbrechen des zerbrechli chen Abschnitts 176 ungefähr atmosphärischer Druck.

Die rohrförmige Seitenwand 164 (Fig. 3) des Einschluß gliedes 24 besitzt eine zylindrische Innenseitenoberflä che 186, welche in Eingriff mit einer zylindrischen Au ßenseitenoberfläche 188 des Hauptabschnitts 94 des Gehäu ses 22 angeordnet ist. Die Innenseitenoberfläche 186 der Seitenwand 164 ist frei entlang der Außenseite des Gehäu ses 22 gleitbar, und zwar unter dem Einfluß von Gasdruck, der gegen die Endwand 166 angelegt wird nach dem Zünden des Körpers 20 aus verbrennbarem Material und dem Zerbre chen des zerbrechlichen Abschnitts 176 des Einschlußglie des 24.

Der Zünder 32, der in dem Durchlaß 90 (Fig. 3), der sich durch den Basisabschnitt 74 des Gehäuses 22 erstreckt, angeordnet ist, besitzt eine zylindrische Konfiguration. Der Zünder 32 ist axial mit dem linken Ende (gemäß Fig. 3) des Körpers 20 aus verbrennbarem Material ausgerich tet. Eine ringförmige Krimpung oder ein Rand 194 an dem linken Ende (gemäß Fig. 3) des Basisabschnitts 74 des Ge häuses 22 steht in Eingriff mit einem Außenmetallgehäuse des Zünders 32, um den Zünder an seinem Platz in dem Ge häuse 22 zu halten. Der Zünder 32 umfaßt eine pyrotechni sche Ladung, welche Zirkonium-Kaliumperchlorat, Titanium- Kaliumperchlorat oder BKNO₃ oder, falls dies gewünscht ist, eine unterschiedliche chemische Komposition aufwei sen kann.

Der Zünder 32 ist mit dem Aufprallsensor 6 verbunden, der die Fahrzeugverzögerung detektiert. Wenn der Aufprallsen sor 6 eine Fahrzeugverzögerung mit einer Größe und einer Dauer detektiert, welche eine Betätigung des Airbags 4 zum Schutz eines Fahrzeuginsassen erfordern, dann schließt der Aufprallsensor einen elektrischen Kreis mit einer Energiequelle. Das Schließen des elektrischen Krei ses betätigt die Zünderanordnung 32, um eine Zündung des Körpers 20 aus verbrennbarem Material zu bewirken.

Eine einstückige Dichttasse bzw. -schale 200 (Fig. 3) ist in dem Durchlaß 90 angeordnet und nimmt den Zünder 32 auf, um die Leitung von Feuchtigkeit zu dem Körper 20 aus verbrennbarem Material aus der Umgebung um die Aufblas vorrichtung 10 herum zu blockieren. Die Abdichtschale bzw. Dichtung 200 ist als ein einzelnes Metallteil ausge bildet und besitzt eine Dicke zwischen ungefähr 0,2 und ungefähr 0,3 Millimeter. Eine Vielzahl von Kerben (nicht gezeigt) erstreckt sich diametral über die rechte (gemäß Fig. 3) Endwand der Abdichtschale 200. Die Kerben besit zen eine Tiefe von ungefähr 0,05 bis ungefähr 0,1 Milli meter. Die Kerben schwächen die Abdichtschale 200, so daß sie leicht bei Aktivierung des Zünders 32 bricht bzw. reißt.

Ein Diffusor 36 ist aus einem einzelnen Stahlstück gebil det und besitzt eine kreisförmige Endwand 208 (Fig. 3). Die Diffusorendwand 208 ist mit dem Basisabschnitt 74 des Gehäuses 22 verbunden durch eine ringförmige Schweißung 210 und erstreckt sich radial nach außen von dem Basisab schnitt. Die Endwand 208 des Diffusors 36 besitzt eine Längsmittelachse, welche mit der Mittelachse 42 des Be hälters 12 zusammenfällt.

Eine zylindrische Seitenwand 216 (Fig. 3) des Diffusors 36 ist als ein Stück mit der Endwand 208 ausgebildet und erstreckt sich axial von dem Außenumfang der Endwand 208. Der Außendurchmesser der zylindrischen Seitenwand 216 des Diffusors 36 ist im wesentlichen derselbe wie der Durch messer der Außenseitenoberfläche 64 an der Endwand 58. Die zylindrische Seitenwand 216 des Diffusors 36 ist mit der Außenseitenoberfläche 64 der Behälterendwand 58 ver bunden, und zwar über eine Schweißung 218.

Eine ringförmige Anordnung von sich radial erstreckenden zylindrischen Durchlässen 220 ist in der Seitenwand 216 des Diffusors 36 ausgebildet. Die kombinierte Strömungs fläche der Durchlässe 220 ist größer als die kombinierte Strömungsfläche der Durchlässe 28 in der Endwand 58. Die sich radial erstreckenden Durchlässe 220 stehen in Strö mungsmittelverbindung mit einer ringförmigen Diffusorkam mer 222, welche durch den Diffusor 36 definiert wird, der Behälterendwand 58 und dem Basisabschnitt 74 des Gehäuses 22. Die Diffusorkammer 222 erstreckt sich um den Basisab schnitt 74 des Gehäuses 22. Die Diffusordurchlässe 220 stehen auch in Strömungsmittelverbindung mit der Innen seite des Airbags 4.

Das Gehäuse 22, das Einschlußglied 24 und der Diffusor 36 sind alle mit der Endwand 58 des Behälters 12 verbunden. Durch Verbindung des Gehäuses 22 des Einschlußgliedes 24 und des Diffusors 36 mit der Endwand 58 können diese Bau teile der Aufblasvorrichtung 10 als eine Einheit an der Seitenwand 40 des Behälters angebracht werden. Der Zünder 32 kann mit dem Gehäuse 22 verbunden werden, nachdem die Endwand 58 das Gehäuse 22, das Einschlußglied 24 und der Diffusor 36 als eine Einheit mit der Seitenwand 40 des Behälters 12 verbunden wurden.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Körper 20 aus verbrennbarem Material eine Vielzahl von zufällig orientierten zylindrischen Körnern bzw. Körpern 100 auf, die innerhalb der Kammer 98 und einem Teil des Durchlas ses 90 angeordnet sind. Jeder der Körper 100 kann eine ähnliche oder identische Konfiguration aufweisen. Die Konfiguration eines typischen Korns bzw. Körpers 100 ist in Einzelheit in Fig. 4 gezeigt. Der Körper 100 besitzt eine zylindrische Außenoberfläche 102, die auf einer Ach se 104 zentriert ist. Der Körper 100 besitzt erste und zweite entgegengesetzte Seitenoberflächen 106 und 108. Jede der entgegengesetzten Seitenoberflächen 106 und 108 besitzt eine kreisförmige Form, die auf der Achse 104 zentriert ist, und im allgemeinen senkrecht zu der Achse 104 ist.

Der Körper 100 besitzt vorzugsweise eine zylindrische In nenoberfläche 110, welche einen jeweiligen zylindrischen Durchlaß 112 definiert, der sich axial durch den Körper 100 erstreckt. Obwohl der Körper 100 in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel derart dargestellt ist, daß er einen Durchlaß 112 besitzt, wird in Betracht gezogen, daß der Körper 100 eine Vielzahl von Durchlässen aufweisen kann, die variierende Anordnungen und Durchmesser aufweisen können. Zum Beispiel kann zusätzlich zu dem zylindrischen Durchlaß 112 der Körper 100 auch sechs oder achtzehn Durchlässe aufweisen, die sich durch den Körper erstrecken.

Obwohl der Körper 20 aus verbrennbarem Material als eine Vielzahl von zufällig orientierten zylindrischen Körpern 100 dargestellt ist, wird in Betracht gezogen, daß der Körper 20 aus verbrennbarem Material mit einer unter schiedlichen Konfiguration ausgebildet ist, wenn dies ge wünscht wird. Zum Beispiel könnte der Körper 20 aus ver brennbarem Material eine mehrere Keulen aufweisende Quer schnittskonfiguration oder eine Vielzahl von gestapelten Zylindern aufweisen.

Der Körper 20 aus verbrennbarem Material enthält eine Menge einer nicht-metallischen stickstoffenthaltenden Verbindung. Die nicht-metallische stickstoffenthaltende Verbindung ist ein Material, welches in der Lage ist, rasch und im wesentlichen vollständig zu oxidieren. Die bevorzugte nicht-metallische stickstoffenthaltende Ver bindung ist ein rauchloses Pulver, welches bei der Her stellung von Explosionsmaterialien und Munition verwendet wird. Die nicht-metallische stickstoffenthaltende Verbin dung kann ein Material sein, welches in gering anfälliger Munition ("LOVA = low vulnerability ammunition") verwen det wird.

Die nicht-metallische stickstoffenthaltende Verbindung ist vorzugsweise ein Material, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Nitroguanidin, Triaminoguanidinni trat, Ethylen-Dinitramin, Ethylendiamin-Dinitrat, 1,3,3-Trinitroazentedin, Cyclo-Trimethylen-Trinitramin, Cy clo-Tetramethylen-Tetranitramin, Trinitrotolnol, 2,4,6-Trinitrophenyl-Methylnitramin und Pentaerythrit- Tetranitrat sowie Mischungen davon. Vorzugsweise ist die nicht-metallische stickstoffenthaltende Verbindung Cyclo- Trimethylen-Trinitramin (RDX). Eine zweite bevorzugte nicht-metallische stickstoffenthaltende Verbindung ist Cyclo-Tetramethylen-Tetranitramin (HMX).

Die nicht-metallische stickstoffenthaltende Verbindung ist in dem Körper 20 aus verbrennbarem Material in einer Menge von ungefähr 20 bis ungefähr 80 Gewichtsprozent vorhanden, und zwar basierend auf dem Gewicht des Körpers 20 aus verbrennbarem Material. Vorzugsweise ist die nicht-metallische stickstoffenthaltende Verbindung in den Körper 20 aus verbrennbarem Material in einer Menge von ungefähr 50 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht des Körpers 20 aus verbrennbarem Material vorhanden.

Der Körper 20 aus verbrennbarem Material kann auch ein festes Oxidationsmittel umfassen. Ein Oxidationsmittel verbessert, wenn es verwendet wird, die Verbrennung des Körpers 20 aus verbrennbarem Material und reduziert die Erzeugung toxischer Gase, wie z. B. Kohlenmonoxid (CO), Cyanwasserstoff (HCN) und Stickoxide (NO_x).

Geeignete Oxidationsmittel umfassen Ammoniumnitrat, Alka linitrate, Erdalkalinitrate, Ammoniumperchlorat, Alka liperchlorate, Erdalkaliperchlorate, Organoammonium- Nitrate und Ammoniumdinitramid. Geeignete Alkalimetalle umfassen Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium und Cäsium, sie sind aber nicht darauf beschränkt. Geeignete Erdalka limetalle umfassen Magnesium, Kalzium, Strontium und Ba rium, sind aber nicht darauf beschränkt. Geeignete Orga noammonium-Nitrate umfassen Tetramethylammonium-Nitrat, Hydroxylammonium-Nitrat und Tetraalkylammonium-Nitrat, sind aber nicht darauf beschränkt.

Wenn ein Oxidationsmittel verwendet wird, ist es wün schenswert, daß es in dem Körper 20 aus verbrennbarem Ma terial in einer Menge von nicht mehr als 60 Gewichtspro zent basierend auf dem Gewicht des Körpers 20 aus ver brennbarem Material vorhanden ist. Vorzugsweise ist das Oxidationsmittel in dem Körper 20 aus verbrennbarem Mate rial in einer Menge von ungefähr 30 Gewichtsprozent ba sierend auf dem Gewicht des Körpers 20 aus verbrennbarem Material vorhanden. Noch bevorzugter weist das Oxidati onsmittel in dem Körper 20 aus verbrennbarem Material ei ne Menge von ungefähr 20 Gewichtsprozent Kaliumperchlorat und eine Menge von ungefähr 10 Gewichtsprozent Kaliumni trat basierend auf dem Gewicht des Körpers 20 aus ver brennbarem Material auf.

Der Körper 20 aus verbrennbarem Material umfaßt auch ein Bindemittel auf Zellulosebasis bzw. einen Zellulosebin der, der mit der nicht-metallischen stickstoffenthalten den Verbindung und einem Oxidationsmittel vermischt ist, um eine intime bzw. enge Mischung einer formbaren oder extrudierbaren Plastikmasse vorzusehen.

Geeignete Zellulosebinder umfassen einen oder mehrere aus einer ersten Gruppe von auf Zellulose basierenden Bindern bzw. Bindemitteln mit Schmelzpunktbereichen zwischen un gefähr 230°C und 260°C (die nachfolgend als "Gruppe 1-Bindemittel" bezeichnet werden). Die Gruppe 1-Bindemittel umfassen Zelluloseacetobutyrate mit weniger als 30 Ge wichtsprozent einer Butyryl-Gruppe basierend auf dem Ge wicht der Zelluloseacetobutyratverbindung und Zellulose- Acetopropionat mit mehr als 30 Gewichtsprozent Propionyl- Gruppen basierend auf dem Gewicht der Zellulose- Acetopropionatverbindung.

Ein bevorzugtes Gruppe 1-Bindemittel ist CAB 171-15S, welches ein Produkt von Eastman Chemical Co. ist. CAB 171-15S weist ungefähr 17 Gewichtsprozent Butyryl- Gruppen, ungefähr 29,5 Gewichtsprozent Acetyl-Gruppen, ungefähr 1,1 Gewichtsprozent Hydroxyl-Gruppen und unge fähr 52,4 Gewichtsprozent Zellulose basierend auf dem Ge wicht des CAB 171-15S auf. CAB 171-15S besitzt einen Schmelzpunktbereich von ungefähr 230°C bis ungefähr 240°C.

Obwohl Nitrozellulose und Zelluloseacetat Zellulosebinder sind, die Schmelzpunktbereiche zwischen ungefähr 230°C und ungefähr 260°C aufweisen können, sind sie für Gruppe 1-Bindemittel nicht bevorzugt. Dies ergibt sich daraus, daß Nitrozellulose keine akzeptablen Wärmeaushärtungscha rakteristika zur Verwendung in einem Körper aus verbrenn barem Material in einer Aufblasvorrichtung aufweist, wenn eine wesentliche Menge an Nitrozellulose verwendet wird. Nitrozellulose zersetzt sich chemisch bei relativ gerin gen Temperaturen infolge seiner Nitrat-Ester-Gruppen. Zelluloseacetat besitzt eine relativ hohe Glasübergangs temperatur, welches den Körper aus verbrennbarem Material zur Verwendung in einer Aufblasvorrichtung zu spröde bzw. brüchig macht, wenn eine wesentliche Menge an Zellulosea cetat verwendet wird. Darüber hinaus besitzt Zellulosea cetat einen relativ geringen Kompatibilitätsbereich mit Weichmachern bzw. Plastifikatoren.

Die Zellulose-Bindemittel können auch eine oder mehrere einer zweiten Gruppe von auf Zellulose basierenden Bin dern (nachfolgend als "Gruppe 2-Bindemittel" bezeichnet) aufweisen. Die Gruppe 2-Bindemittel besitzen im allgemei nen geringere Molekulargewichte als die Gruppe 1-Binde mittel. Die Gruppe 2-Bindemittel besitzen auch Schmelz punktbereiche, welche mindestens ungefähr 10°C tiefer liegen als die Schmelzpunktbereiche der Gruppe 1-Binde mittel und vorzugsweise in dem Bereich von ungefähr 125°C bis 205°C liegen. Bevorzugte Gruppe 2-Bindemittel umfas sen Zelluloseacetobutyrate mit mehr als 30 Gewichtspro zent Butyryl-Gruppen basierend auf dem Gewicht der Zellu loseacetobutyrate und Zellulose-Acetopropionate mit weni ger als 30 Gewichtsprozent Propionyl-Gruppen basierend auf dem Gewicht der Zellulose-Acetopropionate.

Zelluloseacetate und Nitrozellulose (welche zwischen 11% bis 13,4% Stickstoff enthalten) können auch als Gruppe 2-Bindemittel verwendet werden, wenn sie in relativ gerin gen Mengen verwendet werden. Wenn Zelluloseacetat als ein Gruppe 2-Binder verwendet wird, ist es zweckmäßig, daß es in dem Körper 20 aus verbrennbarem Material in einer Men ge vorhanden ist, in der die Glasübergangstemperatur der Zellulose-Bindemittel geringer als ungefähr 165°C ist. Es ist am Bevorzugtesten, daß das Zelluloseacetat in dem Körper 20 aus verbrennbarem Material in einer Menge von nicht mehr als ungefähr 6 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht des Körpers 20 aus verbrennbarem Material vorhanden ist. Wenn Nitrozellulose als ein Gruppe 2-Bindemittel verwendet wird, ist es zweckmäßig, daß es in dem Körper 20 aus verbrennbarem Material in einer Menge vorhanden ist, in der die Glasübergangstemperatur der Zellulose-Bindemittel geringer als ungefähr 165°C ist. Es ist am Bevorzugtesten, daß die Nitrozellulose in dem Kör per 20 aus verbrennbarem Material in einer Menge von nicht mehr als ungefähr 6 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht des Körpers 20 aus verbrennbarem Material vorhanden ist.

Die Zellulose-Bindemittel sind in dem Körper 20 aus ver brennbarem Material in einer Menge von ungefähr 0,5 bis ungefähr 35 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht des Körpers 20 aus verbrennbarem Material vorhanden. Vorzugs weise weisen die Zellulose-Bindemittel in dem Körper 20 aus verbrennbarem Material eine Menge von ungefähr 0 bis ungefähr 34,5 Gewichtsprozent eines Gruppe 2-Zellulose acetobutyrat-Bindemittels und eine Menge von ungefähr 0,5 bis ungefähr 30 Gewichtsprozent eines Gruppe 1-Binde mittels CAB 171-15S auf. Am Bevorzugtesten weisen die Zellulose-Bindemittel in dem Körper 20 aus verbrennbarem Material eine Menge von ungefähr 8% eines Gruppe 2-Zelluloseacetobutyrat-Bindemittels und eine Menge von un gefähr 4% des Gruppe 1-Bindemittels CAB 171-15S auf.

Der Körper 20 aus verbrennbarem Material kann auch nicht energetische Weichmacher aufweisen. Jegliche nicht energetischen Weichmacher, die typischerweise bei der Herstellung von schwach anfälliger Munition verwendet werden, können eingesetzt werden. Geeignete nicht energetische Weichmacher umfassen Tributylcitrat, Acetyl- Triethylcitrat, Acetyl-Tributylcitrat, Alkylcitrate, Al kylester, Arylester, und Allylarylester. Wenn ein nicht energetischer Weichmacher verwendet wird, ist es zweckmä ßig, daß der nicht-energetische Weichmacher Tributyl citrat oder Acetyl-Tributylcitrat ist.

Wenn ein nicht-energetischer Weichmacher verwendet wird, ist es ferner zweckmäßig, daß der nicht-energetische Weichmacher in dem Körper 20 aus verbrennbarem Material in einer Menge von nicht mehr als ungefähr 12 Gewichts prozent basierend auf dem Gewicht des Körpers 20 aus ver brennbarem Material vorhanden ist. Vorzugsweise ist der nicht-energetische Weichmacher in dem Körper 20 aus ver brennbarem Material in einer Menge von ungefähr 7,6 Ge wichtsprozent basierend auf dem Gewicht des Körpers 20 aus verbrennbarem Material vorhanden.

Der Körper 20 aus verbrennbarem Material kann auch einen energetischen Weichmacher aufweisen. Ein energetischer Weichmacher, der typischerweise bei der Herstellung von schwach anfälliger Munition verwendet wird, kann einge setzt werden. Geeignete energetische Weichmacher umfassen Glycidyl-Azidpolymer, Alkylnitratoethylnitramine (wobei die Alkylkette Methyl, Ethyl, Propyl oder Butyl sein kann), Bis-Nitropropylformal, und 1-5-Diazido-3-Nitra zapentan sein, ohne darauf beschränkt zu sein. Wenn ein energetischer Weichmacher verwendet wird, ist es zweckmäßig, daß der energetische Weichmacher in dem Körper 20 aus verbrennbarem Material in einer Menge von weniger als ungefähr 12 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht des Körpers 20 aus verbrennbarem Material vorhanden ist.

Der Körper 20 aus verbrennbarem Material kann auch Kompo nenten aufweisen, die mindestens mit einigen der Stick oxide (NO_x) reagieren, welche bei der Verbrennung des Körpers aus verbrennbarem Material erzeugt werden. Geeig nete Komponenten umfassen Ethyl-Centralit und n-Methyl- Paranitroanilin. Wenn diese Komponenten verwendet werden, ist es zweckmäßig, daß sie in dem Körper 20 aus verbrenn barem Material in einer Menge von nicht mehr als unge fähr 4 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht des Kör pers 20 aus verbrennbarem Material vorhanden sind. Vor zugsweise ist Ethyl-Centralit in dem Körper 20 aus ver brennbarem Material in einer Menge von ungefähr 0,4 Ge wichtsprozent basierend auf dem Gewicht des Körpers 20 aus verbrennbarem Material vorhanden.

Die Versorgung an gespeichertem Gas ist in dem Behälter 16 mit einem Druck von ungefähr 1000 psi bis ungefähr 5000 psi, vorzugsweise ungefähr 3000 psi bis ungefähr 3500 psi gespeichert. Die Versorgung von gespeichertem Gas in der Kammer 16 weist eines oder mehrere inerte Gase und vorzugsweise auch mindestens ein Oxidationsgas auf.

Die bevorzugten inerten Gase sind Helium und Argon. Vor zugsweise weisen die inerten Gase eine Mischung aus Argon und Helium auf, wobei Helium in einer Menge vorhanden ist, die ausreicht, als ein Leckdetektor zu wirken.

Das Oxidationsgas ist irgendein Gas, welches in der Lage ist, den Körper 20 aus verbrennbarem Material und seine Verbrennungsprodukte zu oxidieren, um im wesentlichen nicht-toxische Verbrennungsprodukte zu erzeugen. Vorzugs weise ist das Oxidationsgas Sauerstoff. Der Sauerstoff ist vorzugsweise-das einzige andere Gas neben den vorhan denen inerten Gasen in der Versorgung aus gespeichertem Gas.

Vorzugsweise weist die Versorgung aus gespeicherten Gas auf einer Gewichtsbasis 10% bis 25% Sauerstoff, 1% bis 5% Helium mit dem Rest Argon auf. Die bevorzugteste Zusam mensetzung der Versorgung aus gespeichertem Gas ist 75% Argon, 20% Sauerstoff und 5% Helium.

Beim Auftreten einer plötzlichen Fahrzeugverzögerung mit einer Größe und Zeitdauer, welche das Aufblasen des Air bags 4 erfordert, schließt der Aufprallsensor 6 einen elektrischen Kreis, um den Zünder 32 (Fig. 3) in einer bekannten Art und Weise zu schließen. Dies hat die Zün dung der pyrotechnischen Ladung in dem Zünder 32 zur Fol ge. Das Verbrennen der pyrotechnischen Ladung in dem Zün der 32 erzeugt heiße Gase, welche die relativ dünne Ab dichtschale 200 zerbrechen.

Ein Zerbrechen der Abdichtschale 200 ermöglicht, daß heiße Gase von der verbrennenden Zündladung durch den Durch laß 90 in dem Basisabschnitt 74 des Gehäuses 22 strömen. Die heißen Gase entzünden den Körper 20 aus verbrennbarem Material, um Verbrennungsprodukte wie z. B. Gas und Wärme zu erzeugen.

Bei der Entzündung des Körpers 20 aus verbrennbarem Mate rial werden die Verbrennungsprodukte durch die Durchlässe 134 des Siebs 120 des Gehäuses 22 geleitet, und sie legen Druck gegen die Endwand 166 des Einschlußgliedes 24 an. Der gegen die Endwand 166 des Einschlußgliedes 24 ange legte Druck resultiert in der Übertragung von Zugkräften durch die Seitenwand 164 des Einschlußgliedes zu dem Randabschnitt 162 des Einschlußgliedes. Diese Zugkräfte bewirken, daß der zerbrechliche Abschnitt 176 (Fig. 3) des Randabschnitts 162 bricht.

Beim Brechen des zerbrechlichen Abschnitts 176 des Randabschnitts 162 bewegt der durch die Verbrennungspro dukte von dem brennenden Körper 20 aus verbrennbarem Ma terial angelegte Druck das Einschlußglied 24 weg von der Endwand 58 des Behälters 12 zu der entgegengesetzten End wand 44 (siehe Fig. 5). Das Einschlußglied 24 trennt sich dann von dem Gehäuse 22 und kommt benachbart zu der End wand 44 des Behälters 12 (Fig. 5) zur Ruhe. Das Sieb 120, die Feder 118 und der Malter 116 werden durch die Krim pung 130 in dem Gehäuse 22 gehalten.

Sobald der zerbrechliche Abschnitt 176 in dem Randab schnitt 162 (Fig. 3) bricht, vermischen sich die Verbren nungsprodukte von dem Körper 20 aus verbrennbarem Materi al mit den gespeicherten Gasen in der Kammer 16 und er wärmen diese, um ein Airbagaufblasströmungsmittel zu bil den. Der Druck des Aufblasströmungsmittels, der von der Sammelleitungskammer 182 durch die Auslaßdurchlässe 28 geleitet wird, zerreißt bzw. zerbricht die Dichtung 70 (Fig. 3 und 5). Das Aufblasströmungsmittel strömt dann von der Kammer 16 durch die Auslaßöffnungen 28 in die Diffusorkammer 222 durch die Öffnungen 220 und in den Airbag 4. Die Öffnungen 28 und der Diffusor 36 weisen ei ne Leitung zum Leiten des Aufblasströmungsmittels in den Airbag 4 auf. Der Airbag 4 wird somit auf das gewünschte Volumen durch das Aufblasströmungsmittel aufgeblasen.

Ein Vorteil der Verwendung der Menge einer nicht metallischen stickstoffenthaltenden Verbindung zum Erzeu gen von Wärme ist, daß keine metallischen Nebenprodukte erzeugt werden. Die Verbrennungsprodukte, welche durch die Zündung der nicht-metallischen stickstoffenthaltenden Verbindung erzeugt werden, sind relativ ruß- bzw. rauch los. Die Aufblasvorrichtung 10 benötigt somit keinen Fil ter.

Die Verwendung eines Gruppe 1-Binders in einer Menge zwi schen ungefähr 0,5 bis ungefähr 30 Gewichtsprozent des Körpers aus verbrennbarem Material erhöht die Wärmever formungstemperatur des Körpers aus verbrennbarem Materi al. Dies reduziert das Potential einer wärmeinduzierten mechanischen Verformung (d. h. Schmelzen), einer Agglome ration bzw. Zusammenballen oder ein Kriechen bzw. eine Bewegung des Körpers aus verbrennbarem Material im Gegen satz zu bekannten Körpern aus verbrennbarem Material, die keine Gruppe 1-Bindemittel enthalten. Wenn eine mechani sche Verformung eines Treibmittels auftritt, kann sich die Form des Treibmittels einschließlich irgendwelcher Durchlässe in dem Treibmittel verändern. Die Veränderun gen in der Form des Treibmittels, und insbesondere der Durchlässe kann sehr wahrscheinlich die Verläßlichkeit der Zündung und der Ausgangsproduktion des Treibmittels beeinflussen. Dies ist der Fall, da die Form und die Grö ße des Treibmittels und die Anordnung und die Größe der Durchlässe speziell entworfen bzw. aufgebaut ist, um eine gewünschte Zündrate, Brennrate und Gesamtausgabe für das Treibmittel in einer gegebenen Aufblasvorrichtung vorzu sehen. Da der Körper aus verbrennbarem Material der vor liegenden Erfindung somit eine höhere Wärmeverformung stemperatur aufweist als bekannte Körper aus verbrennba rem Material, besitzt er eine größere Verläßlichkeit ei ner Entzündung und Ausgangsproduktion als bekannte Körper aus verbrennbarem Material, da der Körper aus verbrennba rem Material der vorliegenden Erfindung mit einer gerin geren Wahrscheinlichkeit eine wärmeinduzierte Verformung durchläuft als bekannte Körper aus verbrennbarem Materi al.

Das folgende Beispiel illustriert die vorliegende Erfin dung.

Bekannte Treibmittel wurden hergestellt, welche ungefähr 50% Cyclo-Trimethylen-Trinitramin, ungefähr 20% Kalium perchlorat, ungefähr 10% Kaliumnitrat, ungefähr 12% Zel luloseacetobutyrat, ungefähr 7,6% Tributylcitrat, und un gefähr 0,4% Ethylcentralit enthielt. Das Zelluloseaceto butyrat bei den bekannten Treibmitteln ist ein Gruppe 2-Bindemittel und besitzt ungefähr 37 Gewichtsprozent Buty ryl-Gruppen basierend auf dem Gewicht des Zelluloseaceto butyrats und besitzt einen Schmelzpunkt in dem Bereich von ungefähr 195°C bis ungefähr 205°C. Diese bekannten Treibmittel werden als Beispiel 1 bis Beispiel 6 in Fig. 6 bezeichnet.

Es wurden auch Treibmittel der vorliegenden Erfindung hergestellt, welche als Beispiel 7 in Fig. 6 bezeichnet sind. Die Treibmittel gemäß Beispiel 7 besitzen die fol gende Gewichtszusammensetzung, ungefähr 50% Cyclo- Trimethylen-Trinitramin, ungefähr 20% Kaliumperchlorat, ungefähr 10% Kaliumnitrat, ungefähr 8% eines Gruppe 2-Zelluloseacetobutyrat-Bindemittels mit einem Schmelzpunkt in dem Bereich von ungefähr 195°C bis ungefähr 205°C, un gefähr 4% des Gruppe 1-Bindemittels CAB 171-15S, ungefähr 7,6% Tributylcitrat, und ungefähr 0,4% Ethylcentralit.

Im wesentlichen ist der einzige Unterschied zwischen dem erfindungsgemäßen Treibmittel gemäß Beispiel 7 und den bekannten Treibmitteln gemäß den Beispielen 1 bis 6, daß ungefähr 4 Gewichtsprozent des Gruppe 2-Zelluloseacetobutyrat-Bindemittels in den Beispielen 1 bis 6 mit einem Schmelzpunkt in dem Bereich von ungefähr 195°C bis ungefähr 205°C durch das Zellulose-Gruppe 1-Bindemittel CAB 171-15S ersetzt wurde, welches einen Schmelzpunkt in dem Bereich von ungefähr 230°C bis unge fähr 240°C aufweist.

Die kritische Verformungstemperatur der Treibmittel gemäß den Beispielen 1 bis 7 wurde dann in einer thermomechani schen Analysevorrichtung bei einer Belastung von ungefähr 8,8 psi (was ungefähr der Belastung in einer Airbagauf blasvorrichtung entspricht) gemessen, und diese Messungen sind in Fig. 6 dargestellt. Die kritische Verformungstem peratur ist die Temperatur, bei der eine vorbestimmte Größe (typischerweise ungefähr 0,3 mm) einer mechanischen Verformung (d. h. Kompression) des Treibmittels auftritt. Wie in Fig. 6 zu sehen ist, erhöht die Verwendung des CAB 171-15S im Beispiel 7 die kritische Verformungstemperatur der Treibmittel der vorliegenden Erfindung um ungefähr 25°C bis ungefähr 35°C über die der bekannten Treibmittel gemäß den Beispielen 1 bis 6. Es wurde auch festgestellt, daß das CAB 171-15S auch eine Treibmittelkorn- bzw. -körperverformung bei Temperaturen von ungefähr 80°C bis ungefähr 120°C eliminiert. Es wurde ferner festgestellt, daß sich der Treibmittelmodul bei Temperaturen oberhalb der Umgebungstemperatur der Treibmittel der vorliegenden Erfindung erheblich erhöht bezüglich bekannter Treibmit tel (1884 psi für die Treibmittel der vorliegenden Erfin dung mit dem Gruppe 1-Bindemittel gegenüber 1088 psi für die bekannten Treibmittel mit nur Gruppe 2-Bindemittel). Die höheren Molekülargewichte der Gruppe 1-Bindemittel verringern auch die Korn- bzw. Körperzerbrechlichkeit der Treibmittel der vorliegenden Erfindung, während kalter Aufblasvorrichtungstest gegenüber bekannten Treibmitteln, welche nur Gruppe 2-Bindemittel enthielten.

Die Treibmittel der Beispiele 3 und 7 wurden dann in ei ner Aufblasvorrichtung plaziert und einer Temperatur von 107°C für unterschiedliche Zeiten ausgesetzt und dann be züglich einer Treibmittelverformung untersucht. Fotogra fien der Treibmittel wurden nach der Wärmebehandlung ge nommen.

Fig. 7 zeigt die Treibmittelkörner bzw. -körper gemäß Beispiel 7 nachdem sie einer Temperatur von 107°C für 96 Stunden ausgesetzt waren. Die Körner bzw. Körper gemäß Beispiel 7 in der Fig. 7 wurden leicht mit einer geringen Fingernagelkraft getrennt und wurden nicht verformt.

Fig. 8 zeigt die Treibmittelkörner bzw. -körper gemäß Beispiel 3 nachdem sie einer Temperatur von 107°C für 96 Stunden ausgesetzt waren. Eine Kompaktierung der Körner bzw. Körper in Fig. 8 trat sowohl axial (infolge der Fe derbelastung) und radial (infolge von Schwerkräften) auf.

Die Körper in Fig. 8 konnten nicht leicht getrennt wer den.

Die Fig. 9 und 10 zeigen die Treibmittelkörner bzw. -kör per von Beispiel 7 nachdem sie einer Temperatur von 107°C für 250 Stunden ausgesetzt wurden. Die Körner bzw. Körper gemäß Beispiel 7 in den Fig. 9 und 10 wurden leicht mit einer geringen Fingernagelkraft getrennt und wurden nicht verformt.

Fig. 11 zeigt die Treibmittelkörner bzw. -körper gemäß Beispiel 3 nachdem sie einer Temperatur von 107°C für 400 Stunden ausgesetzt waren. Eine Kompaktierung der Körner bzw. Körper gemäß Fig. 11 trat sowohl axial (infolge der Federbelastung) als auch radial (infolge von Schwerkräf ten) auf. Die Körper gemäß Fig. 11 konnten nicht leicht getrennt werden.

Die Treibmittelkörner bzw. -körper gemäß Beispiel 7 wur den Temperaturen von 107°C für 400 Stunden ausgesetzt. Jedoch sind keine Fotografien der Körner bzw. Körper des Beispiels 7, welche Temperaturen von 107°C für 400 Stun den ausgesetzt wurden verfügbar infolge eines Verlustes des Negativs infolge einer fehlerhaften Belichtung. Die Körner bzw. Körper des Beispiels 7 konnten jedoch nach dem Aussetzen von Temperaturen von 107°C für 400 Stunden leicht mit geringer Fingernagelkraft getrennt werden und sie waren nicht verformt.

Aus der obigen Beschreibung der Erfindung werden sich dem Fachmann Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen ergeben. Solche Verbesserungen, Veränderungen und Modifi kationen innerhalb des Fachwissens werden durch die fol genden Ansprüche abgedeckt.

Zusammenfassend weist die Erfindung folgendes auf:
Eine Vorrichtung zum Aufblasen eines Airbags umfaßt einen Behälter und ein verbrennbares Material, welches in dem Behälter angeordnet ist. Das verbrennbare Material weist ein Bindemittel bzw. einen Binder auf, der aus der Gruppe bestehend aus Zelluloseacetobutyrat und Zellulose- Acetopropionat besteht. Das Bindemittel besitzt einen Schmelzpunkt in dem Bereich von ungefähr 230°C bis unge fähr 260°C. Ein Zünder zündet das verbrennbare Material, um Verbrennungsprodukte zu erzeugen. Eine Leitung leitet die Verbrennungsprodukte zu dem Airbag.

Claims

1. Vorrichtung zur Verwendung beim Aufblasen einer Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung, wobei die Vor richtung folgendes aufweist:
Einen Behälter;
ein verbrennbares Material, welches in dem Behälter gespeichert ist, wobei das verbrennbare Material ei nen ersten Binder bzw. ein Bindemittel aufweist aus gewählt aus der Gruppe bestehend aus Zelluloseaceto butyrat und Zellulose-Acetopropionat, wobei das er ste Bindemittel einen Schmelzpunkt in dem Bereich von ungefähr 230°C bis ungefähr 260°C aufweist;
Zündmittel zum Entzünden des verbrennbaren Materi als, wobei das verbrennbare Material wenn es entzün det ist verbrennt und Verbrennungsprodukte erzeugt; und
eine Leitung zum Leiten der Verbrennungsprodukte zu der Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das verbrennbare Material ferner einen zweiten Binder bzw. ein zwei tes Bindemittel aufweist, welches aus der Gruppe be stehend aus Zelluloseacetat, Zelluloseacetobutyrat, Zellulose-Acetopropionat und Nitrozellulose ausge wählt ist, wobei das zweite Bindemittel einen Schmelzpunkt in dem Bereich von ungefähr 125°C bis ungefähr 205°C aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Bindemittel in einer Menge von ungefähr 0,5 bis un gefähr 30 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht des verbrennbaren Materials vorhanden ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das verbrennbare Material ferner eine nicht metallische stickstoffenthaltende Verbindung auf weist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die nicht metallische stickstoffenthaltende Verbindung ausge wählt ist aus der Gruppe bestehend aus Nitroguani din, Triaminoguanidinnitrat, Ethylen-Dinitramin, Ethylendiamin-Dinitrat, 1,3,3-Trinitroazetedin, Cyclo-Trimethylen-Trinitramin, Cyclo-Tetramethylen- Tetranitramin, Trinitrotoluol, 2,4,6-Trinitro phenyl-Methylnitramin und Pentaerythrit-Tetranitrat sowie Mischungen derselben.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Bindemittel in einer Menge von unge fähr 4 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht des verbrennbaren Materials vorhanden ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das verbrennbare Material ferner ein Oxidati onsmittel in einer Menge bis zu 60 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht des verbrennbaren Materi als aufweist, wobei das Oxidationsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Ammoniumnitrat, Al kalinitraten, Erdalkalinitraten, Ammoniumperchlorat, Alkaliperchloraten, Erdalkaliperchloraten, Organoam moniumnitraten und Ammoniumdinitramid.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die nicht-metallische stickstoffenthaltende Verbin dung Cyclo-Trimethylen-Trinitramin ist, und wobei das Cyclo-Trimethylen-Trinitramin in einer Menge von ungefähr 20 Gewichtsprozent bis ungefähr 80 Ge wichtsprozent basierend auf dem Gewicht des ver brennbaren Materials vorhanden ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei das erste Bindemittel und das zweite Bindemittel zu sammen in einer Menge von nicht mehr als ungefähr 35 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht des ver brennbaren Materials vorhanden sind.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 9, wobei das zweite Bindemittel Zelluloseace tobutyrat ist, und wobei das erste Bindemittel in einer Menge von ungefähr 0,5 Gewichtsprozent bis un gefähr 30 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht des verbrennbaren Materials vorhanden ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung ferner ein Gas aufweist, wel ches in dem Behälter gespeichert ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Gas ein inertes Gas und ein Oxidationsgas aufweist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Bindemittel aus der Gruppe bestehend aus (i) Zelluloseacetobutyrat mit einem Butyryl- Gehalt von weniger als ungefähr 30 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht des Zelluloseacetobutyrats besitzt und (ii) Zellulose-Acetopropionat ausgewählt ist mit einem Propionyl-Gehalt von mehr als ungefähr 30 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht des Zellulose-Acetopropionats.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Bindemittel ein Zelluloseacetobuty rat mit einem Butyryl-Gehalt von ungefähr 17 Ge wichtsprozent basierend auf dem Gewicht des Zellulo seacetobutyrats ist.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 14, wobei das erste Bindemittel Zelluloseace tobutyrat mit einem Butyryl-Gehalt von ungefähr 17 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht des Zellu loseacetobutyrats ist, wobei das erste Bindemittel in einer Menge von ungefähr 4 Gewichtsprozent basie rend auf dem Gewicht des verbrennbaren Materials vorhanden ist, und wobei das zweite Bindemittel Zel luloseacetobutyrat ist, welches in einer Menge von ungefähr 8 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht des verbrennbaren Materials vorhanden ist.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 15, wobei das erste Bindemittel und das zweite Bindemittel eine Mischung aus Bindemitteln bzw. Bin dermaterialien aufweist, wobei die Mischung aus Bin demitteln eine Glasübergangstemperatur von nicht hö her als 165°C aufweist.

17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 16, wobei das zweite Bindemittel Zelluloseace tat aufweist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei das Zellulosea cetat in einer Menge von nicht mehr als ungefähr 6 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht des ver brennbaren Materials vorhanden ist.

19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 16, wobei das zweite Bindemittel Nitrozellulo se aufweist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Nitrozellu lose in einer Menge von nicht mehr als ungefähr 6 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht des ver brennbaren Materials vorhanden ist.