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Hintergrund der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft allgemein die Behandlung von Gasen und spezieller
die Behandlung etwa durch chemisches Kühlen von Gasen, wie jene, die
für das
Aufblasen aufblasbarer Einrichtungen, wie von Airbag-Kissen entwickelt
werden.
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Es
ist bekannt, einen Fahrzeuginsassen unter Verwendung eines Kissens
oder Sackes, z. B. "Airbag-Kissen" zu schützen, indem
es mit Gas aufgeblasen oder expandiert wird, wenn das Fahrzeug einer
plötzlichen
Entschleunigung unterliegt, wie im Falle eines Zusammenstoßes. In
solchen Systemen ist das Airbag-Kissen normalerweise in einem nicht aufgeblasenen
und gefalteten Zustand untergebracht, um die Raumertordernisse zu
minimieren. Bei Aktivierung des Systems beginnt das Kissen in nicht mehr
als einigen Millisekunden mit Gas aufgeblasen zu werden, das von
einer Vorrichtung erzeugt und zugeführt wird, die allgemein als "eine Aufblasvorrichtung" bezeichnet wird.
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Obwohl
viele Typen von Aufblaseinrichtungen in der Technik zur Verwendung
beim Aufblasen eines oder mehrerer aufblasbarer Airbag-Kissen-Rückhaltesysteme
beschrieben wurden, wurden Aufblasvorrichtungen, die auf der Verbrennung
einer Pyrotechnik, Treibstoff- und Oxidationsmittel-Kombination
oder einer anderen Form von Gaserzeuger zur Produktion oder wenigstens
teilweise zur Form des Aufblasgases, das daraus kommt, üblicherweise
in Verbindung mit aufblasbaren Fahrzeugrückhalte-Airbag-Kissen verwendet.
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Gewöhnlich hat
die in solchen Aufblaseinrichtungen auftretende Verbrennung damit
verbunden die Bildung oder Produktion bedeutender Wärmemengen.
Wie für
den Fachmann auf der Hand liegen wird, kann es erwünscht oder
bevorzugt sein, die Temperatur des Aufblasgases und des Gases, welches
aus der verbundenen aufblasbaren Einrichtung austritt, wie während oder
nach dem Aufblasen derselben, allgemein zu begrenzen.
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Im
allgemeinen war die Fähigkeit,
Airbag-Aufblaseinrichtungen so zu gestalten, daß die erzeugten Gase auf eine
besonders ausgewählte Temperatur
gekühlt
wurden, ziemlich begrenzt. Beispielsweise ist es relativ üblich bei
modernen Airbag-Aufblaseinrichtungen, eine Form mechanischer Kühleinrichtungen
einzuarbeiten, wie Hindurchleiten von Wärme in eine Wärmesenke,
die typischerweise hohe Wärmeleitfähigkeit
sowie große
Oberfläche
und Masse hat, womit Wärme
absorbiert wird. Insbesondere ist es üblich in modernen Abgaseinrichtungen, eine
interne Siebpackung einzuschließen,
um das entwickelte Gas zu kühlen
und festen Rückstand,
der aus dem Verbrennungsprozeß zurückbleibt,
abzufiltrieren oder anderweitig zu entfernen. Folglich ist die Endtemperatur
des Gases aus einer solchen Einrichtung typischerweise abhängig von
der Gastemperatur des Verbrennungsprozesses, der Wärmeüberführung zu
dem Aufblaseinrichtungsgehäuse
und verbunden mit Sieb- oder Filtermaterialien und der Gasexpansion
in das verbundene Airbag-Kissen.
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Viele
Faktoren können
als Steuerung oder Grenze der Kühlmenge,
die durch die Verwendung solcher mechanischer Kühlmittel realisiert wird, dienen.
Beispielsweise wird die Kühlmittelmenge
typischerweise durch Faktoren begrenzt, wie den Zeitablauf des entwickelten
Gases in Berührung
mit den Kühlmedien
sowie durch die physikalischen Eigenschaften oder Parameter, wie
Menge, Oberflächenbereich,
Schmelztemperatur und Wärmeleitfähigkeit der
Kühlmedien.
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Derzeit
ist Natriumazid ein üblicherweise
akzeptiertes und verwendetes Gas erzeugendes Material. Während die
Verwendung von Natriumazid derzeitigen Industrieanwendungen, Richtlinien
und Standards genügt,
kann eine solche Verwendung mögliche
Handhabung, Zufuhr und Entsorgungsprobleme einschließen. Als
ein Ergebnis wurde die Entwicklung und Verwendung geeigneter Gaserzeugermaterialien
weitergeführt.
So wurden Bemühungen darauf
gerichtet, Azid-freie Pyrotechniken für die Verwendung bei solchen
Aufblasvorrichtungen zu entwickeln.
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Wenigstens
bestimmte solcher Azid-freien Pyrotechnikmaterialien brennen bei
signifikant höheren
Temperaturen als herkömmliche
Pyrotechniken auf Azidbasis. Während
beispielsweise üblich
verwendete Airbag-Aufblaseinrichtungs-Azidpyrotechniken gasförmige Produkte
in einem Temperaturbereich von etwa 1400 K bis etwa 1500 K bilden,
werden die gasförmigen
Produkte, die mit solchen Azid-freien Pyrotechiken verbunden sind,
typischerweise bei einer Temperatur von etwa 1700 K bis etwa 2500
K gebildet und üblicherweise
bei einer Temperatur von etwa 1700 K bis etwa 1900 K. Tatsächlich liegen
die höheren
Temperaturen, die mit solchen Azid-freien Pyrotechniken verbunden
sind, oftmals bei oder oberhalb der Schmelztemperatur vieler der mechanischen
Kühlmedien,
die gewöhnlich
mit derzeitigen Airbag-Aufblaseinrichtungen
verbunden sind. Folglich wurde die weitere Entwicklung und Verwendung
effizienterer Pyrotechniken, wie wenigstens bestimmte Azid-freie
Pyrotechniken, durch Begrenzungen der Eignung herkömmlicher
Aufblaseinrichtungen und üblicher
mechanischer Kühlmedien
etwas begrenzt oder behindert, um solch höhere Verbrennungstemperaturen
anzunehmen.
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So
besteht ein Bedarf und ein Wunsch nach Anordnungen und Verfahrenstechniken,
die eine Alternative zu solchem mechanischem Kühlen von Gasen ergeben und
als solche leichter für
die Verwendung in Verbindung mit dem Kühlen von Gasen mit höheren Temperaturen
anzupassen sind.
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In
der Vergangenheit wurden bestimmte Aufblaseinrichtungen verwendet
oder probiert, um eine Form chemischen Kühlmittels entweder alleine
oder in Verbindung mit mechanischem Kühlen erzeugter Gase zu verwenden.
Ein solches chemisches Kühlen beruhte
typischerweise auf der Verwendung eines oder mehrerer endotherm
reaktionsfähiger
chemischer Kühlmittel, mit
welchen heiße
erzeugte Gase derart in Berührung
kommen, daß die
heißen
erzeugten Gase gekühlt
werden.
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Die
US-A-3,515,518 beschreibt einen länglichen Gasgenerator mit einer
hinteren Treibmittelkammer, die in Verbindung mit einer vorderen
Kühlmittelkammer über eine
Dispergierröhre
steht, welche in die Kühlmittelkammer
von einer ortsfesten Wand aus eintaucht, wobei letztere die Kammern trennt.
Die Kühlmittelkammer
hat an ihrem der Treibmittelkammer gegenüberliegenden Ende eine Filterschicht
und eine einzelne axial zentrierte Auslaßöffnung.
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Eine
signifikante Beschränkung
auf die wirksamere und gesteigerte Verwendung solcher endotherm
reaktionsfähigen
chemischen Kühlmittel
war jene, daß solche
Kühlmittel
zu signifikanter Schrumpfung oder Reduktion der Größe bei Umsetzung
neigen. In der Praxis kann eine solche Schrumpfung oder Größenverminderung
bis zu einer Gesamtreduzierung von 50% oder mehr ausmachen. Als
ein Ergebnis des Unterliegens einer solchen Größenreduzierung kann ein Körper eines
solchen chemischen Kühlmittels,
wie es in einer Aufblaseinrichtung enthalten ist, unerwünscht Kanäle oder
Durchgänge
anderer Form bilden, die dazu dienen können, die Berührung zwischen
den heißen
Gasen und dem chemischen Kühlmittel
mit zu begrenzen und zu minimieren und so die Wirksamkeit des chemischen
Kühlmittels
zu reduzieren oder zu begrenzen.
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Die
US-A-3,305,319 beschreibt einen länglichen Zweikammergenerator,
wiederum mit einem einzigen axial angeordneten Gasauslaß von der Kühlmittelkammer,
doch mit einem axial bewegbaren, mit Öffnung versehenen Kolbenelement,
das die beiden Kammern trennt.
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Es
bleibt jedoch ein Bedarf an Vorrichtungen und Verfahrenstechniken,
die einen oder beide der weiter verbreiteten oder effizienten Verwendung
solcher chemischer Kühlmittel
gestatten kann, wie durch Minimierung oder Vermeiden der möglicherweise
schädlichen
Effekte einer Größenverminderung
oder Gasdurchgangskanalbildung, wie mit der Verwendung eines Körpers eines
solchen chemischen Kühlmittels
verbunden ist.
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Die
US-A-3,692,495 beschreibt eine Anordnung und Methode zur Kühlung eines
heißen
Gases gemäß den Oberbegriffen
der Ansprüche
1 und 9, worin festes chemisches Kühlmittel in einer zylindrischen
Kammer mit einem Gaseinlaß an
einem Ende und einer Mehrzahl von radialen Gasauslässen enthalten
ist. Eine perforierte Röhre
erstreckt sich axial durch die Kammer von dem Gaseinlaß aus zwischen dem
Kühlmittel
und der zylindrischen Außenwand der
Kammer.
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Der
Stand der Technik sieht nicht vor, als effizient und wirksam eine
Anordnung und Verfahrenstechnik wie eine Alternative zu mechanischem
Kühlen
von Gasen, wie erwünscht
sein mag, zu liefern. Der Stand der Technik lehrt auch keine Anordnungen und
Verfahrenstechniken, die entweder eines oder beide der weit verbreiteten
oder effizienten Verwendung solcher chemischer Kühlmittel erlauben, wie durch
Minimieren oder Vermeiden der möglicherweise schädlichen
Effekte der Größenreduzierung
oder Gasdurchgangskanalbildung, wie mit der Verwendung eines Körpers eines
solchen chemischen Kühlmittels
verbunden.
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Gemäß einem
Aspekt liefert die Erfindung eine Anordnung für die Verwendung zum Kühlen eines
heißen
Gases. Die Anordnung enthält
eine axial längliche
Kühlmittelkammer,
die eine feste Masse eines chemischen Kühlmittels enthält. Die
Kühlmittelkammer
enthält
wenigstens eine Gaseintrittsöffnung und
eine Mehrzahl radial verteilter Gasausgangsöffnungen. Das chemische Kühlmittel
ist endotherm reagierbar mit dem heißen Gas, um das heiße Gas zu kühlen und
wenigstens ein gasförmiges
endothermes Reaktionsprodukt zu bilden, wobei die Masse des chemischen
Kühlmittels
vermindert wird, wenn eine ausreichende Menge an Wärme dadurch
absorbiert wird. Die Anordnung schließt auch ein zwischen wenigstens
einer Gaseintrittsöffnung
und der kompakten Masse des chemischen Kühlmittels zwischengeschaltetes
Teil ein. Dieses Teil ist durchlässig
für das
heiße
Gas, um einen Durchgang des heißen
Gases durch es zu erlauben und die feste Masse von chemischem Kühlmittel
zu berühren.
Das Teil ist auch bewegbar, um mit der Kühlmittelkammer zusammenzuarbeiten,
um eine Kompressionskraft auf das chemische Kühlmittel auszuüben, wenn
das chemische Kühlmittel
endotherm reagiert und die Masse hiervon reduziert wird. Das gekühlte heiße Gas,
das in der Anordnung gebildet wird, geht von der Kühlmittelkammer
durch die radial verteilten Gasausgangsöffnungen.
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Die
Erfindung enthält
weiterhin eine Aufblasvorrichtungsanordnung. Die Aufblasvorrichtungsanordnung
enthält
eine Gaserzeugungskammer und eine Anordnung für chemisches Kühlmittel,
wie oben definiert. In der Gas erzeugenden Kammer wird ein heißes Gas
produziert, gebildet oder entwickelt. Die Gas erzeugende Kammer
hat wenigstens eine Gasausgangsöffnung.
Bei Betätigung
emittiert die Gaserzeugungskammer gebildetes heißes Gas durch die wenigstens
eine Gasaustrittsöffnung.
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Die
Anordnung für
chemisches Kühlmittel steht
in Fließmittelverbindung
mit dem erzeugten heißen
Gas, das aus der Gaserzeugungskammer emittiert wird.
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Die
Erfindung umfaßt
noch weiterhin ein Verfahren zur Kühlung eines heißen Gases.
Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung schließt
diese Methode eine Stufe ein, in der eine Menge Heißgas durch
ein permeables Teil und in Berührung
mit einer festen Masse eines chemischen Kühlmittels strömt, welches
in einer axial länglichen
Kühlmittelkammer mit
einer Mehrzahl von radial verteilten Gasausgangsöffnungen enthalten ist. Das
chemische Kühlmittel
ist endotherm reagierbar mit dem heißen Gas, um das heiße Gas zu
kühlen
und wenigstens ein gasförmiges
endothermes Reaktionsprodukt zu bilden, wobei die Größe der kompakten
Masse von chemischem Kühlmittel
reduziert wird, wenn eine genügende
Menge an Wärme
dabei absorbiert wurde.
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Ein
solches Verfahren schließt
weiterhin eine Stufe ein, in der die feste Masse von chemischem Kühlmittel
zwischen dem bewegbaren Teil und der Kühlmittelkammer komprimiert
wird, wenn die Größe der kompakten
Masse des chemischen Kühlmittels reduziert
wird.
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Wie
hier verwendet, sind Bezugnahmen auf einen Gegenstand, wie ein Teil,
eine Wand oder eine andere derartige Komponente als „permeabel" oder spezieller
als „gaspermeabel" oder „permeabel
für Gas" so zu verstehend,
da jedes Teil, jede Wand oder jede Komponente den Durchgang von
Gas über
der Fläche,
der als Teil, Wand oder Komponente bezeichneten Materialien, gestatten.
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Andere
Ziele und Vorteile werden für
den Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung
mit den angefügten
Ansprüchen und
Zeichnungen offenbart.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine vereinfachte, teilweise geschnittene schematische Darstellung
einer Airbag- Aufblasanordnung gemäß einer Ausführungsform der
Erfindung in einem Ruhezustand.
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2 ist
eine vereinfachte Durchschnittsdarstellung der Airbag- Aufblasanordnung
von 1 entlang den Linien 2-2 von 1.
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3 ist
eine schematische, vereinfachte und teilweise geschnittene Darstellung
der Airbag- Aufblasanordnung von 1 im Betrieb
nach der Einleitung.
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4 ist
eine vereinfachte Durchschnittsdarstellung der Airbag- Aufblasanordnung
von 3, im wesentlichen entlang der Linien 4-4 von 3.
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5 ist
eine vereinfachte, teilweise geschnittene schematische Darstellung
der Airbag- Aufblasanordnung der 1 und 3 bei
einer weiteren Stufe nach der Einleitung.
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6 ist
eine vereinfachte Durchschnittsdarstellung der Airbag- Aufblasanordnung
von 5, im wesentlichen entlang der Linien 6-6 von 5.
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7 ist
eine vereinfachte, teilweise geschnittene schematische Darstellung
einer Airbag- Aufblasanordnung gemäß einer alternativen Ausführungsform
der Erfindung in einem Ruhezustand.
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8 ist
eine vereinfachte, teilweise geschnittene schematische Darstellung
der Airbag- Aufblasanordnung von 7 im Betrieb
nach der Einleitung.
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9 ist
eine vereinfachte Querschnittsdarstellung der Airbag- Aufblasanordnung
von 8 entlang der Linien 9-9 von 8.
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10 ist
eine vereinfachte, teilweise im Schnitt gezeigte, schematische Zeichnung
der Airbag- Aufblasanordnung von 7 und 8 in
einer weiteren Arbeitsstufe im Betrieb nach der Einleitung.
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11 ist
eine vereinfachte, teilweise im Schnitt gezeigte schematische Darstellung
einer Airbag- Aufblasanordnung gemäß einer alternativen Ausführungsform
der Erfindung in einem Ruhezustand.
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12 ist
eine vereinfachte, teils geschnittene schematische Zeichnung der
Airbag-Aufblaseinrichtung
von 11 im Betrieb nach der Einleitung.
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13 ist
eine vereinfachte Querschnittsdarstellung der Airbag-Aufblasvorrichtung
nach 12 im wesentlichen entlang den Linien 13-13 in 12.
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14 ist
eine vereinfachte, teils geschnittene schematische Zeichnung der
Airbag-Aufblasanordnung
der 12 und 12 bei
einer weiteren Stufe im Betrieb nach der Einleitung.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung kann in einer Vielfalt unterschiedlicher Strukturen
wiedergegeben werden. Unter Bezugnahme anfangs auf die 1 bis 6 und
speziell die 1 bis 2 wird eine
Aufblasanordnung erläutert,
die allgemein durch das Bezugszeichen 20 markiert ist,
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung, und welche verwendet werden kann, um ein aufblasbares
Fahrzeuginsassenrückhaltesystem,
wie beispielsweise ein aufblasbares Airbag-Kissen (nicht gezeigt)
aufzublasen.
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Wie
bekannt und bei geeigneter Betätigung, werden
solche aufblasbaren Fahrzeuginsassenrückhaltesysteme typischerweise
von einem Strom eines Aufblasfluids aufgeblasen, z. B. Gas aus einer
Aufblaseinrichtung, um die Bewegung eines Insassen des Fahrzeugs
zu begrenzen. In der Praxis ist es üblich, daß aufblasbare Rückhaltesysteme
für Fahrzeuginsassen
so gebaut werden, daß sie
in eine Örtlichkeit
innerhalb des Fahrzeugs zwischen dem Insassen und bestimmten Teilen
des Fahrzeuginneren, wie die Türen,
das Lenkrad, die Instrumententafel und dergleichen aufgeblasen werden,
um zu verhindern, daß der
Insasse von solchen Teilen des Fahrzeuginneren getroffen wird.
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Es
ist verständlich,
daß die
Erfindung in ihrer breiteren Praxis in Verbindung mit verschiedenen
Arten oder Typen von Airbag-Anordnungen verwendet oder praktiziert
werden kann, einschließlich
solcher auf der Fahrerseite, der Beifahrerseite und der Airbag-Anordnungen mit seitlichem
Auftreffen. Weiterhin besteht Anwendbarkeit der Erfindung in oder
mit Airbag-Anordnungen nicht nur für verschiedene Kraftfahrzeuge
einschließlich
Kleinbussen, Lieferwagen mit offenem Kasten und besonders Automobile, doch
auch mit anderen Typen von Fahrzeugen einschließlich beispielsweise Flugzeugen.
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Die
Airbag-Aufblasvorrichtung 20 ist aus einem Druckgehäuse 22,
das von seinem allgemeinen länglichen
Rohr oder einer solchen Röhre 24 und
einander gegenüberliegenden
Endwänden 26 bzw. 28 aufgebaut.
Die Endwände 26, 28 und
das Druckgehäuserohr 24 sind
so miteinander verbunden, wie in der Technik bekannt ist, wie beispielsweise
durch Gesenkschmieden oder Bördeln
der Gehäuse-Rohrenden 24a, 24b um
die Endwände 26, 28,
so daß das Druckgehäuse 22 eine
Kammer ausbildet, deren Verwendung in weiteren Einzelheiten nachfolgend
beschrieben wird.
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Wie
ersichtlich, ist die vorliegende Erfindung allgemein nicht durch
die spezielle Konstruktion des Druckgehäuses beschränkt. Beispielsweise können Gehäusekonstruktionen,
die aus einer oder mehreren Endplatten zu einem Druckrohr verschweißt sind oder
ein Ende haben, welches einstückig
oder integriert mit einem Gehäusekörper, wie
einem Rohrstück,
sind, verwendet werden, wenn erwünscht,
gemäß der breiteren
Praxis verwendet.
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Die
Endwand 26 enthält
eine Öffnung 26a, wo
eine Verbindung oder Befestigung einer Initiatoreinrichtung 32 vorliegt,
wie sie in der Technik bekannt ist, beispielsweise mit Hilfe eines
Initiatoradapters 34. Die Initiatorvorrichtung 32 enthält ein Ausgangsende 32a,
das sich in die Kammer 30 erstreckt. Die Endwand 28 enthält eine Öffnung 28a,
wo ein Basisabschnitt 36 verbunden oder befestigt ist,
von welchem aus sich in einer Richtung aus bzw. von welcher die
Kammer 30, ein Befestigungsstift 40 erstreckt,
wie in der Technik bekannt ist, eine erwünschte Befestigung der Aufblaseinrichtung 20 zu erleichtern,
wie innerhalb eines verbundenen Fahrzeugs.
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Die
Kammer 30 enthält
eine abgedichtete Erzeugungskartusche, um eine Gaserzeugungskammer 44 zu
bilden. Die Erzeugungskartusche 42 enthält eine Menge von Gas erzeugenden
Körnern 46, wie
in weiteren Einzelheiten nachfolgend beschrieben ist, um durch Zünden Gas
zu bilden oder anderweitig zu erzeugen. Die Erzeugungskartusche 42 enthält auch
eine Erzeugungsprallwand 50 mit einer Mehrzahl von Öffnungen 52,
um einen Durchgang durch sie von Gasen zu erlauben, die bei Verbrennung
der Gas erzeugenden Körner 46 erzeugt
werden.
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Die
Erzeugungskartusche 42 ist durch das Vorhandensein einer
Dichtung oder Barriere 54 um ihren Umfang herum abgedichtet.
Eine solche Dichtung 54 kann verschieden aus ausgewählten Materialien
gebildet werden. Beispielsweise kann eine solche Dichtung, wenn
erwünscht,
aus einem Material, wie Aluminium, Kupfer, Messing oder anderem
Metall gebildet werden, wie durch Tiefziehen und Zusammennähen. Wie
ersichtlich, können
solche Dichtungen, wenn dies gewünscht
ist, eine Form ähnlich
Dosen annehmen, welche in der Nahrungsmittelbehandlung verwendet
werden. Wir in größeren Einzelheiten
nachfolgend beschrieben ist, enthält die Dichtung 54 der
Erzeugungskartusche einen mittigen Seitenabschnitt 54a.
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Die
Gas erzeugenden Körner 46 bestehen aus
einem Gas erzeugenden Material mit zündungsverbessernder Beschichtung.
Dies führt
dazu, daß eine
solche Aufblasanordnung die Einbeziehung einer Zündungsanordnung, wie sie in
vielen üblichen Aufblasanordnungen
vorkommt, vermeidet. Es ist jedoch verständlich, daß die breitere Praxis der Erfindung
nicht auf die Verwendung mit einem solchen zündungsbeschichteten Gaserzeuger
verbunden ist. So können
Aufblaseinrichtungen gemäß der Erfindung,
wenn erwünscht
oder erforderlich, geeignete Zündereinrichtungen
einschließen,
wie sie in der Technik bekannt sind.
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Weiterhin
erlaubt die breitere Praxis der Erfindung die Verwendung verschiedener
Gas erzeugender Materialien, wie in der Technik bekannt ist.
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Gas
erzeugende Materialien, die in der Praxis der Erfindung verwendet
werden können,
schließen
Gas erzeugende Stoffe auf Azid-Basis einschließlich derjenigen, die üblicherweise
in Airbag-Aufblasanwendungen benutzt wurden, ein. Wie oben beschrieben,
bilden solche üblicherweise
verwendeten Azid-Pyrotechnik-Airbag-Aufblaseinrichtungen typischerweise
gasförmige
Produkte in einem Temperaturbereich von etwa 1400 K bis etwa 1500
K.
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Alternativ
oder zusätzlich
können
azidfreie Gaserzeuger ggf. in der Praxis der Erfindung verwendet
werden. Außerdem
können
auch azidfreie Gaserzeuger, wenn erwünscht, die Form der oben beschriebenen
azidfreien Pyrotechnik-Gaserzeuger annehmen, die bei signifikant
höheren
Temperaturen reagieren und verbrennen, als normalerweise mit typischen
Gaserzeugern auf Azid-Basis verbundenen, wie die Form gasförmiger Produkte
bei Temperaturen von etwa 1700 K bis etwa 2500 K häufiger Temperaturen
von etwa 1700 K bis etwa 1900 K. Wie ersichtlich, ist die Praxis
der Erfindung in Verbindung mit solchen Gasprodukten höherer Temperatur
und Gaserzeugern, die solche Produkte mit höherer Temperatur besonders
erwünscht
aus den oben angegebenen Gründen
machen.
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Wenn
erwünscht,
kann, wie gezeigt, die abgedichtete Gas erzeugende Kartusche 42 einen
Vibrationsdämpfer 55 einschließen, wie
er im Stand der Technik bekannt ist. Der Einschluß eines
solchen Vibrationsdämpfers 55 kann
erwünscht
sein, möglichst unerwünschte Schwingungswirkung
auf die Aufblasvorrichtung 20 zu vermeiden oder zu minimieren,
so als wenn eine solche Anordnung in einem Fahrzeug angebracht ist.
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Die
Kammer 30 enthält
auch, in Nachbarschaft zu der abgedichteten Gas erzeugenden Kartusche 42,
eine Kühlmittelkartusche 56,
um eine Kühlmittelkammer 60 zu
bilden. Wie gezeigt, hat die Kühlmittelkammer 60 die
allgemeine Form eines axial länglichen
Rohres.
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Die
Kühlmittelkartusche 56 enthält gemäß der Erfindung
eine Masse von festem chemischem Kühlmittel, das allgemein durch
die Bezugsziffer 61 bezeichnet ist und in der Form von
Pellets 62 vorliegt. Wie auf der Hand liegend ist, sind
verschiedene chemische Kühlmittelmaterialien
bekannt und sind verfügbar
für Verwendung
in der Praxis der vorliegenden Erfindung, wie beispielsweise für verschiedene
Metallkarbonate. Magnesiumkarbonat ist ein übliches Metallkarbonat„ das in
solchen Anwendungen brauchbar ist. Je breiter die Praxis der Erfindung
jedoch ist, desto stärker
beschränkt
ist die durch spezielle chemische Kühlmittel, die hier ausgewählt und verwendet
werden.
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Außerdem wird
es auf der Hand liegen, daß gegebenenfalls
die Erfindung unter Verwendung verschieden geformter und verschiedener
Größen von Formen
von chemischem Kühlmittel
angewendet werden kann. Beispielsweise kann das in der breiteren
Praxis der Erfindung verwendete chemische Kühlmittel in der Form von Tabletten,
Pellets, Kristallen oder dergleichen sowie verschiedene Formen einschließlich verschiedener
extrudierter Formen, wie zylindrischer, perforierter Feststoffe,
z. B. Feststoffe, die eine zylindrische Bohrung einschließen, so daß die Kühlmittelfeststoffe
allgemein rohrförmig
in der Form sind oder eine den Gas erzeugenden Körnern 46, die in 1 gezeigt
sind, ähnliche
Form besitzen.
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Wie
in den 1 und 2 gezeigt, wird die Kühlmittelkartusche 56, ähnlich der
oben beschriebenen Gas erzeugenden Kartusche 42, durch
das Vorhandensein einer Dichtung oder Barriere 64 um deren
Umfang herum abgedichtet, einschließlich eines mittigen Seitenabschnittes 64a.
Wie gezeigt, ist die abgedichtete Kühlmittelkartusche 56 benachbart
und kann an der abgedichteten Gas erzeugenden Kartusche 42 derart
anliegen, daß der
mittige Seitenabschnitt 54a der Gas erzeugenden Kartuschendichtung 54 und
der mittige Seitenabschnitt 64a der Kühlmittelkartuschendichtung 64 aneinander
ausgerichtet sind, wie in weiteren Einzelheiten nachfolgend beschrieben
ist, um den Strom dazwischen zu gestatten.
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Die
abgedichtete Kühlmittelkartusche 56 enthält eine
Kühlmitteltrennwand 66,
die eine mittige Öffnung 68 nahe
dem mittigen Seitenabschnitt 64a der Kühlmittelkartuschendichtung 64 einschließt, um den Durchgang
von Gasen aus der Gas erzeugenden Kartusche 42 darin zu
gestatten.
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Die
Kühlmittelkartusche 56 enthält auch
ein bewegliches permeables Teil 70, dessen Verwendung in
weiteren Einzelheiten nachfolgend beschrieben wird, in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der Erfindung. Die Kühlmitteltrennwand 66 hat einen
allgemein röhrenförmigen Mittelabschnitt 71, der
eine Mehrzahl von Öffnungen 72 enthält, um den Durchgang
von Gasen durch sie in Berührung
mit der Kühlmittelmasse 61 zu
gestatten.
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Das
permeable Teil 70 ist allgemein axial konzentrisch ausgerichtet
mit der Kühlmittelkammerröhre 60,
um ein allgemein längliches
ringförmig
ausgebildetes Volumen 73 von chemischem Kühlmittel zwischen
dem Teil 70 und der Kühlmittelkammerröhre 60 zu
formen. Spezieller ist das bewegliche permeable Teil 70 in
der Natur einer Röhre
benachbart und umgebend den röhrenförmigen Mittelabschnitt 71 der
Kühlmitteltrennwand 66.
Das Teil 70 ist permeabel für das erzeugte heiße Gas,
das sich bei der Verbrennung der Gaserzeuger 46 gebildet
hat.
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Im
allgemeinen erlaubt ein solches gaspermeables Teil den Durchgang
von Gas mit einer Vielzahl einzelner Punkte, wie solche, die mit
Abstand über
dem Bereich ausgebreitet sind. Wie auf der Hand liegen wird, vermindert
oder minimiert ein solches permeables Teil ein Verstopfen oder unerwünschte Erschwerung
des Gasflusses und resultiert somit erwünschtermaßen in dem Aufbau eines geringen
Rückdruckes,
wenn überhaupt.
So ist die Verwendung eines permeablen Teils gemäß der Erfindung in scharfem
Widerspruch zur Verwendung eines Teils mit nur einem Punkt oder
einer sehr begrenzten Anzahl von Gasdurchgangspunkten.
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Während eine
allgemein gleichförmige
Anordnung und Beabstandung einer Mehrzahl von gleichmäßig geformten
und bemessenen derartigen Durchgangspunkten für die Verwendung in der Praxis
der Erfindung bevorzugt sein kann, um Gleichmäßigkeit der Herstellung und
des Betriebs zu verbessern, ist die breitere Praxis der Erfindung
nicht notwendigerweise so be grenzt. Somit können gegebenenfalls ein solches
permeables Teil aus Durchgangspunkten, die einzeln oder beide unregelmäßig angeordnet
oder beabstandet und unregelmäßig geformt
und größenmäßig sind,
verwendet werden.
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Als
ein Ergebnis der Permeabilität
des Teils 70 wird das heiße Gas es hindurch geführt, um
die feste Masse 61 von chemischem Kühlmittel zu berühren. Wie
gezeigt, kann das Teil 70 die Form eines bevorzugten Metallbleches
annehmen, das in einer überlappenden
Weise aufgewickelt wird, um eine Hülse um den mittigen Abschnitt
der Kühlmittelprallplattenröhre zu bilden.
Spezieller schließt
das Teil 70 die Blechenden 70a und 70b ein,
die in dem Ruhezustand, der in 2 gezeigt
ist, im wesentlichen einander überlappen.
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Wie
in weiteren Einzelheiten nachfolgend beschrieben werden wird, ist
das Teil 70 beweglich, um mit der Kühlmittekammer 60 zusammenzuarbeiten,
so wie es durch das Gehäuse 22 oder
unterstützt durch
das Gehäuse 22 gebildet
ist, um eine Kompressionskraft auf das chemische Kühlmittel
beizubehalten, da das chemische Kühlmittel endotherm reagiert
und die Masse hiervon vermindert wird.
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Wenn
erwünscht
und wie gezeigt, kann die abgedichtete Kühlmittelkartusche 56 einen
Vibrationsdämpfer 74 einschließen, um
die gegebenenfalls unerwünschte
Vibrationswirkung auf die Aufblaseinrichtung 20 zu vermeiden
oder zu minimieren, wenn eine solche Anordnung in einem Fahrzeug
untergebracht wird.
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Weiterhin
kann die Airbag-Aufblasvorrichtung 20 auch ein Sieb, Filterteil
oder dergleichen einschließen,
die durch das Bezugszeichen 76 bezeichnet sind, um Teilchen
mit größerer Abmessung
zu entfernen oder anderweitig einen Durchgang zu verhindern, indem
sie in dem Gasfluß möglicherweise mitgerissen
werden, wenn ein solches Gas von der Anlagenkammer 30 durch
eine Mehrzahl von Gasausgangsöffnungen 80 strömt, die
in dem Druckgehäuserohr 24 gebildet
wurden. Ein solches Filterteil 76 kann, wie gezeigt ist,
innerhalb der abgedichteten Kühlmittelkartusche 56 enthalten
sein. Wie auf der Hand liegt, kann ein solches Filterteil oder dergleichen,
wenn eingeschlossen, alternativ außerhalb der Kühlmittelkartusche
angeordnet oder plaziert werden, um erwünschtermaßen die Gase vor dem Durchgang
in das verbundene Airbag-Kissen zu behandeln.
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Die
Verwendung und das Arbeiten der Aufblasvorrichtung 20 werden
nachfolgend unter Bezugnahme auf die 3 bis 6 beschrieben.
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Bezugnehmend
auf 3 und 4 ist die Airbag-Aufblaseinrichtung 20 an
einem Punkt im Betrieb nach der Einleitung gezeigt. Speziell im
Betrieb, wie beim Abfühlen
einer Kollision, wird ein elektrisches Signal zu der Initiatorvorrichtung 32 geschickt. Die
Initiatorvorrichtung 32 arbeitet so, daß sie Einleitungsreaktionsprodukte
bildet oder produziert, die von der Initiatorvorrichtung 32 abgegeben
werden, wie von dem Ausstoßende 32a der
Initiatorvorrichtung, und bei der oder in die Gas erzeugende Kartusche 42,
um mit der Menge an zündungsverbesserndem
Gaserzeuger 46 zusammenzuwirken, was zu der Zündung hiervon
führt.
Der entzündete
ver besserte Gasgenerator reagiert so, daß er Mengen von heißem Gas
produziert, die den Druck in der Gas erzeugenden Kartusche 42 erhöht, wobei
der Druck in der Gas erzeugenden Kartusche 42 mit erzeugten Gasen,
wiedergegeben durch die Pfeile A in 1, durch Öffnungen 52 der
Gaserzeugungsprallwand gehen.
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Wenn
der Druck in der abgedichteten Gas erzeugenden Kartusche 42 die
strukturelle Fähigkeit des
mittigen Seitenbereichs 54a der Abdichtung der Gas erzeugenden
Kartusche und den mittigen Seitenabschnitt 64a der Abdichtung
der Kühlmittelkartusche überschreitet,
erlauben solche mittigen Seitenabschnitte 54a und 64a ein
Abscheren, Abbrechen oder anderweitig den Durchgang des heißen Gases von
der Gas erzeugenden Kartusche 42 in die Kühlmittelkartusche 56 über die
mittige Öffnung 68.
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Das
heiße
Gas geht dann, wie durch die Pfeile B in 3 gezeigt,
durch die Kühlmittelprallwandöffnungen 72 und
dann durch das permeable Teil 70 in Berührung mit der Masse 61 des
chemischen Kühlmittels,
was zu deren chemischer Kühlung
führt.
Die resultierenden gekühlten
heißen
Gase werden dann, wie durch die Pfeile C in 3 gezeigt,
durch das Filter 76 und dann auswärts durch die Gasausgangsöffnungen 80,
wie von der Aufblaseinrichtung 20 zu einem verbundenen
Airbag-Kissen, geführt.
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Wie
in der vorliegenden Ausführungsform gezeigt,
fließt
das Gas in einer im wesentlichen radialen Richtung durch das von
der Kühlmittelmasse 61 gebildete
Bett. Die chemische Kühlung,
realisiert mit einer solchen Vorrichtung, hat typischerweise die
Natur des chemischen Kühlmittelmaterials
endotherm reagierend mit dem heißen Gas zur Kühlung des
heißen
Gases und zur Bildung wenigstens eines gasförmigen endothermen Reaktionsproduktes.
Wie auf der Hand liegt, wird die Masse des chemischen Kühlmittels
typischerweise reduziert, wenn eine genügende Wärmemenge dabei absorbiert wird.
In der Praxis kann eine Gesamtverminderung von etwa 50% oder mehr
der Kühlmittelmasse
realisiert werden.
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Obwohl
eine solche Verminderung des chemischen Kühlmittels anderweitig normal
ein Überschußvolumen
in der Kühlmittelkammer
erzeugen oder ergeben und so gestatten oder anderweitig erlauben
kann, daß das
Gas Kanäle
bildet oder durch oder vorbei an individuellen Kühlmittelpellets strömt oder
die Masse hiervon ohne wesentliche Wechselwirkung mit ihr, wird
die Möglichkeit
oder Wahrscheinlichkeit vermindert oder durch die vorliegende Erfindung
minimiert. Wie oben angegeben, ist das Teil 70 bewegungsfähig, um
mit der Kühlmittelkammer 60 zusammenzuarbeiten
und so eine Kompressionskraft auf das chemische Kühlmittel 61,
da das chemische Kühlmittel
endotherm reagiert und die Masse hiervon reduziert wird.
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Speziell,
wie vielleicht am besten durch Bezugnahme auf die Querschnittsdarstellung
von 4 zu sehen ist, breitet sich der überlappende
Bogen, der das Teil 70 bildet, radial aus, um die Menge
oder das Ausmaß an Überlappung
der Enden 70a und 70b zu reduzieren. Das sich
ausdehnende Teil 70 führt somit
eine konsolidierende Kraft auf die Kühlmittelmasse 61 aus
oder liefert eine solche. Folglich wird die Möglichkeit oder Wahrscheinlichkeit
des durch indivi duelle Kühlmittelpellets
oder darum herum fließende
individuelle Kühlmittelpellets
oder deren Masse ohne signifikante Wechselwirkung zwischen dem heißen Gas
und dem Kühlmittel
reduziert oder minimiert.
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Wie
gezeigt, kann der Dämpfer 74 entsprechend
komprimiert oder anderweitig zusammengezogen werden. Alternativ
oder zusätzlich
kann ein Vibrationsdämpfer 74,
wie aus Papierfasern, wenigstens teilweise während der Operation verbraucht werden.
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Die 5 und 6 erläutern die
Airbag-Aufblasvorrichtung 20 bei einer weiteren Arbeitsstufe
nach der Einleitung, wobei ein Teil der chemischen Kühlmittelmasse 61 weiter
vermindert wurde.
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Wie
gezeigt, ist das permeable Teil 70 weiter expandiert, etwa
durch Reduzieren der Menge oder des Ausmaßes an Überlappung der Enden 70a und 70b.
Demzufolge wird eine Kompressionskraft effektiv auf der chemischen
Kühlmittelmasse 61 gehalten, wenn
das chemische Kühlmittel
endotherm reagiert und seine Masse weiter reduziert wird. Somit
wird die erwünschte
Wechselwirkung zwischen heißem
Gas und dem restlichen chemischen Kühlmittel verbessert, wenn die
Möglichkeit
oder Wahrscheinlichkeit besteht, daß das heiße Gas, welches durch individuelle
Kühlmittelpellets
oder an diesen vorbei fließt,
verbessert wird, oder deren Masse ohne wesentliche Wechselwirkung
vermindert oder minimiert wird. Folglich kann die Praxis der Erfindung
eine bessere oder vollständigere
Realisierung des vollen Potentials einer bestimmten Menge oder eines
bestimmten Volumens von chemischem Kühlmittel gestatten oder erlauben.
Mit einer solchen verbesserten Effektivität können die Größe und Raumerfordernisse für entsprechende
Aufblasanordnungen erwünschtermaßen reduziert
oder minimiert werden. Als ein Ergebnis kann der Wunsch bezüglich der
Verwendung solcher Anordnungen weiter verstärkt werden.
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Wiederum
kann der Dämpfer 74 entsprechend
weiter komprimiert oder anderweitig zusammengezogen werden. Alternativ
oder zusätzlich
kann ein solcher Schwingungsdämpfer 74,
wie er aus Papierfasern gebildet wird, während solcher weiteren Tätigkeit
verbraucht werden.
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Obwohl
die oben beschriebene Ausführungsform
getrennt abgedichtete Gaserzeuger und Kühlmittelkartuschen enthält und benutzt,
ist die breitere Praxis der Erfindung nicht auf diese Ausführungsform
beschränkt.
Beispielsweise kann, wenn erwünscht,
eine einzelne Kartusche, die sowohl Gaserzeuger als auch Kühlmittel
enthält,
anderweitig aber ähnlich
ist, verwendet werden. Weiterhin können die Einarbeitung und Verwendung
einer oder mehrerer solcher Kartuschenkonstruktionen jeder der beiden
Aufblaseinrichtungen und Herstellung vereinfachen oder erleichtern,
wobei die Aufblasvorrichtungen der Erfindung, wenn erwünscht, so
gebildet werden, daß sie
Gaserzeuger und Kühlmittel ohne
Kartuschendichtung, wie über
die direkte Anordnung von Gaserzeuger und Kühlmittelmaterialien sowie verbundene
Hardware in einem entsprechenden Druckgehäuse, enthalten.
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Die
Aufmerksamkeit wird nun auf die 7 bis 10 gerichtet,
die eine Aufblaseinrichtung erläutern,
welche allgemein mit dem Bezugszeichen 220 bezeichnet ist,
gemäß einer
alternativen Ausführungsform
der Erfindung und gemäß solchen,
die auch verwendet werden können,
um ein aufblasbares Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem aufzublasen,
z. B. ein aufblasbares Airbag-Kissen (nicht gezeigt).
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Wie
in 7 gezeigt, enthält die Aufblasanordnung 220 ähnlich der
Aufblasanordnung 20, die oben beschrieben wurde, ein Druckgehäuse 222, das
von einer allgemein länglichen
zylindrischen Hülse
oder Röhre 224 und
einander gegenüberliegenden
Endwänden 226 und 228 gebildet
wird. Die Endwände 226, 228 und
die Hülse
des Druckgehäuses 224 sind
miteinander verbunden, wie oben beschrieben ist, um eine Kammer 230 zu
bilden, worin eine abgedichtete Gaserzeugerkartusche 242 und
eine abgedichtete Kühlmittelkartusche 256 untergebracht sind
und enthalten sind.
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Die
Endwand 226 schließt
eine Öffnung 226a ein,
wo eine Initiatorvorrichtung 232 verbunden oder befestigt
ist, wie beispielsweise eine solche nach dem Stand der Technik,
und die ein Ausgangsende 232a hat, welches sich in die
Kammer 230 erstreckt. Die Endwand 228 enthält eine Öffnung 228a, wo
ein Basisabschnitt 236 verbunden oder befestigt ist, von
welchem aus sich in einer Richtung aus der Kammer 230 oder
von ihr weg, ein Befestigungsniet 240, wie nach dem Stand
der Technik bekannt, erstreckt, um die erwünschte Befestigung der Aufblasanordnung 220 zu
erleichtern.
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Benachbart
zu dem Ausgangsende 232a der Initiatorvorrichtung enthält die Kammer 230 die
abgedichtete Gas erzeugende Kartusche 242, wie um eine
Gas erzeugende Kammer 244 zu bilden. Die abgedichtete Gas
erzeugende Kartusche 242 enthält eine Menge an Gas erzeugenden
Körnern 246,
wie oben beschrieben wurde. Die Gas erzeugenden Körner 246 sind
zündbar,
um ein relativ heißes
Gas zu erzeugen, zu bilden oder entstehen zu lassen. Die abgedichtete
Gas erzeugende Kartusche 242 enthält auch eine erzeugende Prallwand 250 mit
einer Mehrzahl von Öffnungen 252,
um den Durchgang von Gasen zu gestatten, die bei der Verbrennung
der Gas erzeugenden Körner 246 entstanden
sind.
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Die
Gas erzeugende Kartusche 242 wird durch das Vorhandensein
einer Dichtung oder Barriere 254, wie oben beschrieben,
um den Umfang herum abgedichtet. Wie gezeigt, kann die Gas erzeugende
Kartusche 242, wie oben beschrieben, einen Schwingungsdämpfer 255 einschließen, um
den möglicherweise
unerwünschten
Vibrationseffekt auf die Aufblaseinrichtung 220 zu vermeiden
oder zu minimieren, wie beispielsweise, wenn eine solche Vorrichtung
in einem Fahrzeug verwendet wird.
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Die
Kammer 230 enthält
die abgedichtete Kühlmittelkartusche 256 in
Nachbarschaft zu der abgedichteten Gas erzeugenden Kartusche 242,
um eine Kühlmittelkammer 260 zu
bilden. Wie gezeigt, ist die Kühlmittelkammer 260 axial
ausgerichtet.
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Wie
in der oben beschriebenen Ausführungsform
kann die abgedichtete Kühlmittelkartusche 256 an
der abgedichteten Gaserzeugungskartusche 242 derart anliegen,
daß ein
mittiger Seitenabschnitt 254a der Kartuschenabdichtung 254 für die Gaserzeugung
und ein mittiger Seitenabschnitt 264 der Kartuschenabdichtung
für das
Kühlmittel
in solcher Weise ausgerichtet sind, daß ein Zerbrechen oder das Öffnen hiervon
einen Fluß zwischen
ihnen gestattet.
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Die
Kühlmittelkartusche 256 enthält gemäß der Erfindung
eine kompakte Masse 261 eines chemischen Kühlmittels,
wie in der Form von Pellets 262, wie oben beschrieben.
Die abgedichtete Kühlmittelkartusche 256 enthält auch
eine Kühlmittelprallwand 266 und
ein bewegbares permeables Teil 270, das manchmal auch hier
als ein "Kompressor" bezeichnet wird.
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Die
Kühlmittelprallwand 266 hat
die allgemeine Form einer Hohlzylinderröhre, worin die kompakte Masse 261 der
chemischen Kühlmittelpellets 262 enthalten
sind. Die Kühlmittelprallplatte 266 enthält einen
verengten Halsabschnitt 284, der einen Eintritt 268 bildet,
wo, wie in weiteren Einzelheiten nachfolgend beschrieben wird, die
Gase aus der Gas erzeugenden Kartusche 242 in die Kühlmittelkartusche 256 gehen.
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Das
bewegbare permeable Kompressorteil 270 wird zwischen dem
Einritt 268 und der Masse von chemischem Kühlmittel 261 positioniert.
Der Kompressor 270 ist allgemein scheibenförmig im Querschnitt.
Wie bei dem Teil 70 in der oben beschriebenen Ausführungsform
ist das Teil 270 permeabel für das entwickelte heiße Gas,
das bei der Verbrennung des Gaserzeugers 246 gebildet wird. Als
ein Ergebnis dieser Permeabilität
wird solches heiße
Gas hindurchgeführt,
um die kompakte Masse des chemischen Kühlmittels 261 zu berühren. Außerdem ist
das Teil 270 bewegbar, um mit der Kühlmittelkammer 260 so
zusammenzuarbeiten, daß durch das
Gehäuse 222 bzw.
dessen Unterstützung
eine kompressive Kraft auf das chemische Kühlmittel ausgeübt wird,
da das chemische Kühlmittel
endotherm reagiert und seine Masse reduziert wird. Insbesondere
ist das Teil 270 axial bewegbar in der länglichen Kühlmittelkammer 260.
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Wenn
erwünscht
und wie gezeigt, kann die abgedichtete Kühlmittelkartusche 256 einen
Schwingungsdämpfer 274 einschließen, um
den möglicherweise
unerwünschten
Vibrationseffekt auf der Aufblaseinrichtung 20 zu vermeiden
oder zu minimieren, wenn sie in einem Fahrzeug untergebracht ist.
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Die
Kühlmittelprallwand 266 schließt eine Mehrzahl
von Öffnungen
oder Löchern 285 ein,
um einen Durchgang von Gasen, wie nach dem Behandeln mit der Kühlmittelmasse 261,
zu erlauben. Die Kühlmittelprallwand 266 arbeitet
zusammen mit der Druckgehäusehülse 224,
um ein Diffusionsvolumen 286 in der Anordnung 220 zu
bilden, um die darin fließenden
Gase zu den Öffnungen 288 hin
zu bekommen. Das gekühlte
Gas wird anschließend
durch die Gasausgangsgehäuse 288 geführt, die
in der Druckgehäusekammer 224 gebildet
wurden, und so in ein nicht gezeigtes damit verbundenes Airbag-Kissen einzuführen.
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Die
Verwendung und der Betrieb der Aufblasvorrichtung 220 wird
nachfolgend weiter mit spezieller Bezugnahme auf 8 bis 10 beschrieben.
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Bei
Bezugnahme auf die 8 und 9 ist die
Aufblasvorrichtung 220 an einem Punkt in Betrieb nach der
Einleitung gezeigt. Speziell im Arbeitsgang, wie nach dem Abfühlen einer
Kollision, wird ein elektrisches Signal an die Initiatoreinrichtung 232 geschickt.
Die Initiatoreinrichtung 232 funktioniert so, daß sie auslösende Reaktionsprodukte
liefert oder bildet, die von der Initiatoreinrichtung 232 abgegeben wird,
z. B. von dem Ausgangsende der Initiatoreinrichtung 232a,
und zu oder in der bzw. die Gas erzeugende Kartusche 242 führt, um
mit der Menge an Gaserzeuger 246, der aus der Zündung hiervon
resultiert, zusammenzuwirken. Der Gaserzeuger reagiert, um Mengen
von heißem
Gas zu erzeugen, die den Druck in der Gas erzeugenden Kartusche 242 steigern,
wobei entwickelte Gase, die durch die Pfeile A in 8 gezeigt
sind, durch die Prallplattenöffnungen 252 gehen.
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Wenn
der Druck in der abgedichteten Gas erzeugenden Kartusche 242 die
strukturelle Fähigkeit
des mittleren Seitenabschnittes 254a der Kühlmittelkartuschendichtung überschreitet,
erlauben die mittleren Seitenabschnitte 254a und 264a ein
Zerbrechen oder anderes den Durchgang des heißen Gases aus der Gas erzeugenden
Kartusche 242 in die Kühlmittelkartusche 256 durch
die mittige Öffnung 268.
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Das
heiße
Gas wird dann, wie durch die Pfeile B in 8 gezeigt,
durch das permeable Teil 270 in Berührung mit der chemischen Kühlmittelmasse 261,
was zu einer chemischen Kühlung
des heißen Gases
führt.
Die resultierenden gekühlten
heißen Gase
werden dann, wie durch die Pfeile C in 8 und 9 gezeigt,
durch die Prallwandöffnungen 285 zu
dem Diffusionsvolumen 286 geführt. Die Gase werden anschließend, wie
durch die Pfeile D gezeigt, durch die Gasausgangsöffnungen 288,
die in der Druckgehäusehülse 224 ausgebildet
sind, und in ein nicht gezeigtes verbundenes Airbag-Kissen geführt.
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Wie
in der vorliegenden Ausführungsform gezeigt,
strömt
das Gas in einer im wesentlichen axialen Richtung durch das von
der Kühlmittelmasse 261 gebildete
Kühlmittel.
Wie für
die oben beschriebene Aufblasvorrichtung 20 realisiert
das chemische Kühlen
mit einer solchen Anordnung typischerweise die Natur des chemischen
Kühlmittelmaterials,
das endotherm mit dem Heißgas
reagiert, um das heiße Gas
zu kühlen
und wenigstens ein gasförmiges
Produkt der endothermen Reaktion zu bilden. Wie auf der Hand liegen
wird, wird die Masse des chemischen Kühlmittels typischerweise vermindert,
wenn eine ausreichende Wärmemenge
dadurch absorbiert wird.
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Obwohl
eine solche Reduktion des chemischen Kühlmittels sonst normal das Überschußvolumen
in der Kühlmittelkammer
erzeugen oder ergeben kann und so erlaubt oder anderweitig zuläßt, daß das Gas
Kanäle
für den
Fluß durch
einzelne Kühlmittelpellets
bildet oder an ihnen vorbeigeht oder ihre Masse ohne wesentliche
Wechselwirkung mit ihr, wird eine solche Möglichkeit oder Wahrscheinlichkeit auch
in der vorliegenden Erfindung reduziert oder minimiert in der vorliegenden
Erfindung durch die vorliegende Ausführungsform. Spezieller ist
das Teil 270 bewegbar, um mit der Kühlmittelkammer 260 zusammenzuarbeiten,
wie durch das Gehäuse 222 gebildet oder
von diesem Gehäuse
unterstützt
ist, um eine Kompressionskraft auf das chemische Kühlmittel auszuüben, wenn
das chemische Kühlmittel
endotherm reagiert und die Masse desselben vermindert wird. Wie
gezeigt, können
die Gase und Reaktionsprodukte aus der Umsetzung des Gaserzeugers dazu
dienen, das Teil 270 gegen die Kühlmittelmasse 261 zu
pressen, wobei diese Masse entsprechend vermindert wird.
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Wie
gezeigt, kann der Dämpfer 274 entsprechend
komprimiert oder anderweitig zusammengezogen werden. Alternativ
oder zusätzlich
zu einem Schwingungsdämpfer 274,
wie er aus Papierfasern gebildet wird, kann wenigstens ein Teil
während
der Bearbeitung verbraucht werden.
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10 erläutert die
Airbag-Aufblaseinrichtung 220 in einer weiteren Stufe in
Betrieb nach der Einleitung mit einem Teil der chemischen Kühlmittelmasse 261,
die weiter reduziert wird.
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Wie
gezeigt, hat das permeable Teil 270 weiterhin axial die
Länge der
Kühlmittelkammer 260 gequert
mit dem Ergebnis der Aufrechterhaltung einer Kompressionskraft auf
die chemische Kühlmittelmasse 261,
wenn das chemische Kühlmittel
endotherm reagiert und die Masse hiervon weiter reduziert wird.
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Wiederum
kann der Dämpfer 274 entsprechend
weiter komprimiert oder anderweitig zusammengezogen werden. Alternativ
oder zusätzlich
kann ein solcher Vibrationsdämpfer 274,
wie er aus Papierfasern gebildet wird, während eines solchen weiteren
Arbeitens verbraucht werden.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung werden die mittigen Seitenabschnitte 254a und 264a jeweils
mit ihrer Dichtung bei längerem Kontakt
mit den heißen
Gasen verbraucht, die mit der Verbrennung des Gaserzeugers 246 erzeugt
werden. So sind solche Seitenabschnitte 254a und 264a nicht in 10 gezeigt.
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Die
Aufmerksamkeit wird nun auf die 11 bis 14 gerichtet,
die eine Aufblasanordnung, allgemein mit der Bezugsziffer 320 bezeichnet,
gemäß einer
weiteren alternativen Ausführungsform
der Erfindung bezeichnet. Wie in größeren Einzelheiten nachfolgend
beschrieben, ist die oben beschriebene Aufblasanordnung 320 in
vielen Punkten ähnlich
der oben beschriebenen Aufblasanordnung und kann, wie die oben beschriebenen
Aufblasanordnungen, auch verwendet werden zum Aufblasen einer aufblasbaren
Fahrzeuginsaßen-Rückhalteeinrichtung, z.
B. einem aufblasbaren Airbag-Kissen.
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Wie
in 11 gezeigt ist, enthält die Aufblaseinrichtung 320 ähnlich der
Aufblaseinrichtung 220, die oben beschrieben ist, ein Druckgehäuse 322,
das von einer allgemein länglichen
zylindrischen Hülse oder
Röhre 324 sowie
einander gegenüberliegenden Endwänden 326 bzw.
328 gebildet wird. Die Endwände 326, 328 und
die Druckgehäusehülse 324 sind miteinander verbunden,
wie oben beschrieben ist, um eine Kammer 330 zu bilden,
worin eine abgedichtete Gas erzeugende Kartusche 342 und
eine abgedichtete Kühlmittelkartusche 356 untergebracht
oder enthalten ist.
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Die
Endwand 326 schließt
eine Öffnung 326a ein,
bei der eine Initiatoreinrichtung 332, wie in der Technik
bekannt ist, verbunden oder befestigt ist und diese hat ein Ausgangsende 332a,
das sich in die Kammer 330 erstreckt. Die Endwand 328 enthält eine Öffnung 328a,
bei der ein Basisabschnitt 336 verbunden oder befestigt
ist, der sich in einer Richtung außerhalb oder weg von der Kammer 330 erstreckt,
wobei ein Befestigungsniet 340, wie es in der Technik bekannt
ist, zur Erleichterung erwünschter Befestigung
der Aufblasvorrichtung 320 vorliegt.
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Benachbart
zu dem Ausgangsende 332a der Initiatoreinrichtung enthält die Kammer 330 die
abgedichtete Gas erzeugende Kartusche 342, wie zur Bildung
einer Gaserzeugungskammer 344. Die abgedichtete Gas erzeugende
Kartusche 342 enthält
eine Menge von Gas erzeugenden Körnern 346,
wie oben beschrieben ist. Die Gas erzeugenden Körner 346 sind zündbar, um
ein relativ heißes
Gas zu produzieren, bilden oder erzeugen. Die abgedichtete Gas erzeugende
Kartusche 342 enthält
auch eine Gas erzeugende Prallwand 350 mit einer Mehrzahl
von Öffnungen 352,
um ein Hindurchgehen von Gasen zu erlauben, die bei der Verbrennung
der Gas erzeugenden Körner 346 entstanden
sind.
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Die
Gas erzeugende Kartusche 342 ist durch die Gegenwart einer
Dichtung oder Barriere 354 dicht verschlossen, wie oben
beschrieben ist, um den Umfang herum. Wie ersichtlich, kann die
gezeigte Kartusche 342, wie oben beschrieben, einen Schwingungsdämpfer 355 enthalten,
um den möglicherweise
unerwünschten
Schwingungseffekt auf die Aufblasanordnung 320 zu vermeiden
oder zu minimieren, wenn eine solche Anordnung in einem Fahrzeug untergebracht
ist.
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Die
Kammer 330 enthält
die abgedichtete Kühlmittelkartusche 356 in
Nachbarschaft zu der abgedichteten Gas erzeugenden Kartusche 342,
so daß eine
Kühlmittelkammer 360 gebildet
wird. Wie ersichtlich, ist die Kühlmittelkammer 360 axial
verlängert.
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Wie
in der oben beschriebenen Ausführungsform
kann die abgedichtete Kühlmittelkartusche 356 an
der abgedichteten Gas erzeugenden Kartusche 342 derart
anliegen, daß ein
mittiger Seitenabschnitt 354a der Dichtung der Gas erzeugenden
Kartusche und ein mittiger Seitenabschnitt 364a der Dichtung
der Kühlmittelkartusche 356 in
einer Weise ausgerichtet sind, daß ein Zerbrechen der Öffnung einen
Fluß zwischen
ihnen erlaubt.
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Die
Kühlmittelkartusche 356 enthält gemäß der Erfindung
eine kompakte Masse 361 es chemischen Kühlmittels, wie eines solchen
in der Form von Pellets 362, wie oben beschrieben wurde.
Die abgedichtete Kühlmittelkartusche 356 enthält oder
umfaßt ein
Kühlmittelfilter 390 etwa
in der Form einer hohlen zylindrischen Röhre. Die kompakte Masse 361 der Pellets 362 von
chemischem Kühlmittel
ist in dem Kühlmittelfilter 390 mit
Hilfe einer Rückenplatte 392 und eines
bewegbaren permeablen Teils 370, das auch manchmal hier
als "Kompressor" bezeichnet ist, wie
oben beschrieben wurde, enthalten oder gehalten.
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Wie
auf der Hand liegt, kann ein solches Kühlmittelfilter für die Verwendung
in der Praxis der Erfindung unterschiedlich zusammengesetzt sein, wie
erwünscht
sein kann. Gemäß einer
Ausführungsform
ist der Kühlmittelfilter
aus einer Hülle
eines expandierten Metalls oder dergleichen aus mehreren Schichten
aufgebaut.
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In
dem Ruhezustand ist das bewegbare permeable Kompressorteil 370 zwischen
dem mittigen Seitenabschnitt 364a der Kühlmittelkartuschendichtung
und der Masse von chemischem Kühlmittel 361 positioniert.
Der Kompressor 370 ist allgemein scheibenförmig im
Querschnitt. Wie bei dem Teil 370 in der oben beschriebenen
Ausführungsform
ist das Teil 370 permeabel bezüglich des erzeugten heißen Gases,
das bei der Verbrennung des Gaserzeugers 346 gebildet wird.
Als ein Ergebnis einer solchen Permeabilität wird ein solches heißes Gas
hindurchgeschickt, um die kompakte Masse 361 des chemischen
Kühlmittels
zu berühren.
Außerdem
ist das Teil 370 bewegbar, um mit der Kühlmittelkammer 360 zusammenzuwirken,
die beispielsweise von dem Kühlmittelfilter 390 gebildet
und von dem Gehäuse 322 unterstützt wird,
um Kompressionskraft auf das chemische Kühlmittel auszuüben, da
das chemische Kühlmittel
endotherm reagiert und die Masse desselben reduziert wird. Insbesondere
ist das Teil 370 axial in der länglichen Kühlmittelkammer 360 bewegbar.
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Eine
Mehrzahl von Gasaustrittsöffnungen 380 ist
in der Hülse
des Druckgehäuses 324 ausgebildet,
um einen Durchgang der resultierenden gekühlten Gase von der Anordnung 320 und
in ein verbundenes Airbag-Kissen (nicht gezeigt) zu erlauben.
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Die
Verwendung und das Arbeiten mit der Aufblaseinrichtung 320 wird
nun unter Bezugnahme auf speziellen Bezug in den 12 bis 14 beschrieben.
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Bezieht
man sich auf die 12 und 13, so
ist die Airbag-Aufblaseinrichtung 320 dort an einem Arbeitspunkt
nach Einleitung gezeigt. Speziell im Betrieb, beispielsweise beim
Abfühlen
eines Zusammenstoßes,
wird ein elektrisches Signal an die Initiatoreinrichtung 332 abgegeben.
Die Initiatorvorrichtung 332 arbeitet so, daß sie Einleitungsreaktionsprodukte
bildet oder produziert, die von der Initiatoreinrichtung 332 abgegeben
werden, wie vom Ausgangsende 332a der Initiatoreinrichtung,
und in die Gaserzeugerkartusche 342, um mit der Menge an Gaserzeuger 346 in
Wechselwirkung zu treten, was zu der Zündung desselben führt. Der
Gaserzeuger reagiert so, daß er
Mengen von heißem
Gas produziert, die den Druck in der Gas erzeugenden Kartusche 342 erhöht, wobei
Gase, die durch die Pfeile A in 12 gezeigt
sind, durch die Öffnungen 352 der Gas
erzeugenden Prallplatte gehen.
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Wenn
der Druck in der abgedichteten Gas erzeugenden Kartusche 342 die
strukturelle Fähigkeit
des mittigen Seitenabschnitts 354a der Abdichtung der Gas
erzeugenden Kartusche und des mittigen Seitenabschnitts 364a der
Dichtung der Kühlmittelkartusche übersteigt,
brechen solche mittigen Seitenabschnitte 354a und 364a oder
lassen auf andere Weise den Durchgang für das heiße Gas aus der Gas erzeugenden
Kartusche 342 in die Kühlmittelkartusche 356 zu.
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Das
heiße
Gas wird dann, wie durch die Pfeile B in 12 gezeigt,
durch das permeable Teil 370 hindurchgeführt und
kommt in Berührung
mit der Masse des chemischen Kühlmittels 361,
was zu einer chemischen Kühlung
des heißen
Gases führt.
Die resultierenden gekühlten
heißen
Gase werden dann durch das Gas geleitet, welches ein permeables Kühlfilter 390 und
außerhalb
der Gasausgangsöffnungen
oder Öffnungen 380 hat,
die durch die Pfeile C in den 12 und 13 wiedergegeben
sind.
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Wie
gezeigt und allgemein als ähnlich
zu der oben beschriebenen Ausführungsform,
die in den 7 bis 10 erläutert ist,
strömt
das Gas in einer im wesentlichen axialen Richtung durch das Bett,
das von der Kühlmittelmasse 361 gebildet
wird. Wie mit den oben beschriebenen Ausführungsformen realisiert die
chemische Kühlung,
mit welcher eine solche Anordnung typisch in der Natur der chemischen
Kühlmittelmaterialien
erreicht wird, endotherme Reaktion mit dem heißen Gas unter Kühlung des
heißen
Gases und Bildung wenigstens eines gasförmigen endothermen Reaktionsproduktes.
Wie auf der Hand liegt, ist die Masse des chemischen Kühlmittels
typischerweise vermindert, wenn eine ausreichende Wärmemenge
durch sie absorbiert wird.
-
Trotz
einer solchen Verminderung des chemischen Kühlmittels kann dieses im übrigen normal erzeugt
werden oder zu einem Überschußvolumen
in der Kühlmittelkammer
führen
und so gestatten oder anderweitig erlauben, daß das Gas Kanäle bildet oder
durch die einzelnen Kühlmittelpellets
oder die Masse hiervon oder an diesen vorbei fließt oder
deren Masse ohne wesentliche Wechselwirkung verwendet, ist eine
solche Möglichkeit
oder Wahrscheinlichkeit auch vermindert oder minimal bei der vorliegenden
Erfindung durch die vorliegende Ausführungsform. Spezieller ist
das Teil 370 bewegbar, um mit der Kühlmittelkammer 360 zusammenzuarbeiten, die
mit dem Kühlmittelfilter 390 ausgebildet
ist, welcher von dem Gehäuse 322 unterstützt ist,
um eine Kompressionskraft auf das chemische Kühlmittel auszuüben, wenn
das chemische Kühlmittel
endotherm reagiert und die Masse vermindert wird. Wie gezeigt, können die
Gase und Reaktionsprodukte aus der Reaktion des Gaserzeugers dazu
dienen, das Teil 370 gegen die Kühlmittelmasse 361 zu
pressen oder anderweitig Kraft auf das Teil 370 auszuüben, so
daß die
Masse entsprechend reduziert wird.
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14 erläutert die
Airbag-Aufblaseinrichtung 320 an einem weiteren Punkt im
Betrieb nach der Einleitung mit einem Anteil der chemischen Kühlmittelmasse 361,
die weiterhin reduziert wurde.
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Wie
gezeigt, hat das permeable Teil 370 weiterhin axial die
Länge der
Kühlmittelkammern 360 überlagert,
um eine Aufrechterhaltung der Kompressionskraft auf die Masse 361 von
chemischem Kühlmittel
auszuüben,
wenn das chemische Kühlmittel endotherm
reagiert und die Masse desselben weiter reduziert wird.
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Es
liegt auf der Hand, daß die
einigen oder ähnliche
Materialien von chemischem Kühlmittel,
die die gleichen oder ähnliche
Formen und Gestaltungen haben, zweckmäßig in der Praxis der verschiedenen Ausführungsformen
der Erfindung benutzt werden können.
In der Praxis jedoch kann es erwünscht
sein, grobere oder größere Kühlmittelteilchen
in jenen besonderen Ausführungsformen
zu verwenden, wo das Gas, das behandelt wird, erforderlich ist,
es durch eine Kühlmittelmasse
von gesteigerter Dicke zu schicken, um so den erforderlichen Fluß zu erleichtern. So
können
Gestaltungen mit Axialfluß,
wie in den oben beschriebenen Aufblaseinrichtungen 220 und 320,
vorzugsweise Kühlmittelteilchen
verwenden, die typischerweise größer oder
grober im Vergleich mit der oben beschriebenen Aufblasvorrichtung 20 mit Radialfluß sind.
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Es
liegt auf der Hand, daß die
speziell permeable Struktur in der Praxis der Erfindung verschieden
eingesetzt werden kann. Besonders permeable Strukturen schließen beispielsweise
expandierte oder perforierte Metalle ein. Eine besonders bevorzugte
permeable Struktur, wie für
die Verwendung in der Praxis der oben beschriebenen Ausführungsform der
Erfindung mit Axialfluß setzt
sich aus einem perforierten Metallblech mit einer Dicke von etwa
0,030 bis etwa 0,032 Inch zusammen und enthält eine Mehrzahl von gleichmäßig beabstandeten
Löchern mit
einem Durchmesser von etwa 0,07, was zu einem Teil führt, das
etwa 50% oder mehr offen ist. Eine permeable Teilstruktur mit etwa
10 bis etwa 20% offenem Bereich in der Form eines expandierten Metalls, welches
geglättet
wurde, indem es kalandriert wurde, erwies sich als brauchbar in
den oben beschriebenen Ausführungsformen
mit Radialfluß.
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Obwohl
die Erfindung in R0elation zu einer Anordnung für das Kühlen eines Gases als Teil einer Airbag-Aufblasvorrichtung
beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht notwendigerweise so begrenzt.
Es liegt auf der Hand, daß eine
solche Gaskühlung
gegebenenfalls in anderen Kontexten verwendet werden kann, worin
eine solche Behandlung mit einem heißen Gas erwünscht oder gefordert wird.
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Somit
liefert die Erfindung allgemein verbesserte Verbund-Anordnungen
und Verfahren zur Kühlung
eines heißen
Gases sowie zur Verbesserung von Aufblaseinrichtungen. Insbesondere
liefert die Erfindung einen Verbund und Verfahrenstechnik als Alternative
zu mechanischem Kühlen
von Gasen mit verbesserter Effizienz und Wirksamkeit, und die für eine oder
beide eine weit verbreitete und effiziente Verwendung von chemischen
Kühlmitteln
zur Minimierung und Vermeidung der möglichen schädlichen Wirkungen der Größenreduktion
oder die Bildung von Gaspassagekanälen hat, wie üblicherweise
die Verwendung eines Körpers
eines solchen chemischen Kühlmittels
verbunden ist.