Un sistema generador de gas (140), que comprende: un recipiente flexible (150);

un generador de gas (148), ubicado inicialmente dentro del recipiente flexible; y un iniciador (34); un conducto flexible (142), que está al menos parcialmente dentro del recipiente flexible, teniendo el conducto flexible una pared lateral que se extiende desde un extremo proximal (142A) próximo al iniciador hasta un extremo distal (142B) y que separa un interior del conducto de un exterior del conducto, en el que la pared lateral tiene una pluralidad de aperturas (146) y el generador de gas se localiza sustancialmente externo al conducto flexible; el iniciador se posiciona para, tras la activación, provocar que un frente de llama migre del extremo proximal hacia el extremo distal; y la pluralidad de aperturas se posiciona y tiene tamaño suficiente para permitir que el frente de llama se comunique a través de cada apertura desde el interior del conducto hasta el exterior del conducto para encender una porción del generador de gas próximo a tal apertura y provocar un encendido distribuido de dicho generador de gas para generar gas

Referencia cruzada a la aplicación relacionada

Esta solicitud de patente reivindica prioridad de la Solicitud de Patente Provisional de Estados Unidos con Número de Serie 60/165.269 titulada "Sistema de Generación de Gas", presentada el 12 de noviembre de 1999.

Antecedentes de la invención

(1) Campo de la invención

Esta invención se refiere a la generación de gas, y más particularmente a los sistemas de la generación de gas útiles para los fines de insuflado.

(2) Descripción de la Técnica Relacionada

El cordón de deflagración rápido (RDC), identificado a veces erróneamente como cordón de detonación rápido se ha usado normalmente en la industria de explosivos como línea de transferencia para encender los explosivos. El cordón de detonación (detcord) se ha utilizado extensivamente como una línea de transferencia y como un explosivo (por ejemplo, para cortar elementos estructurales). Tanto el RDC como el detcord comprenden una vaina que contiene un explosivo (identificado normalmente como " pirotécnico " en el caso de RDC). El detcord comprende típicamente un manguito del plástico o de tela que contiene una alta carga explosiva. Cuando está encendido en un extremo, el detcord se quema por medio de la propagación de una onda expansiva detonante. La onda expansiva se mueve a través del explosivo a una velocidad mayor que la velocidad del sonido en el explosivo (casi siempre superior a aproximadamente 2000 m/s y típicamente a 5000-7000 m/s) y enciende el explosivo que no ha reaccionado a través del que pasa. Con el RDC, la combustión se realiza por medio de la deflagración, una propagación subsónica a alta velocidad (típicamente menor que 2000 m/s). Con el RDC, la energía térmica se transfiere del explosivo que ha reaccionado al explosivo que no ha reaccionado principalmente por medio de conducción. Con el detcord y el RDC, la combustión implica oxígeno autónomo en la carga explosiva.

El RDC se ha sido utilizado como componente en generadores de gas. El RDC se puede encender típicamente por medio de la salida de un iniciador de la bolsa de aire automovilístico convencional (por ejemplo, uno que contiene una carga de 35 mg de circonio perclorato de potasio (ZPP) o su equivalente). La salida de un iniciador de este tipo no es en realizad capaz de encender directamente el detcord. El detcord requiere un detonador para proporcionar la energía inicial necesaria para inducir el encendido del detcord.

La patente de Estados Unidos 6.062.143 de Grace y otros, identifica un inflador de carga distribuida (DCI). La aplicación identifica el uso de un cebo electrónico (de uso general en infladores de la bolsa de aire automovilísticos) para encender un núcleo del material de encendido tal como un RDC o fusible detonante leve (MDF). También se identifica la presencia de una capa o revestimiento generador de gas en el núcleo.

La patente de Estados Unidos 5.967.550 de Shirk y otros, identifica un inflador de bolsa de aire pirotécnico escalonado. Un alojamiento define una cámara con una carga pirotécnica de combustión final. La carga tiene una primera velocidad de combustión predeterminada en una primera ubicación a lo largo de la longitud de la cámara y una segunda velocidad de combustión predeterminada diferente en una segunda ubicación a lo largo de la longitud de la cámara distanciada de la primera ubicación. La segunda velocidad de combustión puede ser eficaz para mantener el insuflado de la bolsa de aire durante un intervalo deseado.

El documento US 5 219 178 A muestra un generador de gas de insuflado de bolsa de aire que comprende cámaras de combustión que acomodan agentes generadores de gas formadas con miembros separados a ambos extremos de un cilindro alargado que tiene salidas de gas en la parte media del mismo, un filtro final cilíndrico instalado dentro de la parte media del cilindro, filtros intermediarios instalados entre el filtro final y los miembros de separación en el cilindro, y orificios, que se orientan hacia los filtros intermedios, abiertos en los miembros de separación. El generador de gas puede generar un gran volumen de gas de combustión generado de agentes generadores de gas, purificar completamente un gran volumen de gas de combustión y controlar la combustión de los agentes generadores de gas.

El documento WO 99/12776 A1 muestra un sistema inflable que utiliza un material propulsor de combustión rápida distribuido dentro del componente inflable del sistema para generar el gas que infla el sistema. El sistema incluye preferiblemente un material de encendido de combustión rápida, que puede potenciarse con materiales generadores de gas adicionales para aumentar las cantidades del gas generado, una capa, revestimiento o vaina opcional de material generador de gas, una vaina sellada para proteger los materiales confinados de la contaminación y mejorar las velocidades y eficacias de combustión de los materiales propulsores y de encendido, y un cebo electrónico utilizado para accionar el material de encendido tras una señal del sensor electrónico.

Breve resumen de la invención

Se ha identificado una necesidad para un sistema de generación de gas (por ejemplo, uno útil para el insuflado) en el que una generación de gas inicial es seguida por una generación de gas de sustentación. En un sistema del miembro inflable tal como un sistema de bolsa de aire automovilístico, la generación de gas inicial es eficaz inflar/desplegar la bolsa de aire en tanto que la generación de gas de sustentación es eficaz para mantener la bolsa de aire en una condición desplegada durante un intervalo de tiempo ventajoso para proporcionar la protección del ocupante.

Por consiguiente, en un aspecto la invención se dirige a un sistema del miembro inflable con un generador de gas situado inicialmente dentro del miembro inflable. Un alojamiento del generador de gas tiene un iniciador montado en un extremo aguas arribas y un generador sustentador de gas inicialmente situado dentro del alojamiento. El iniciador se posiciona para, tras la activación, provocar el encendido del generador de manera que el generador se quema durante un primer intervalo de tiempo a fin de generar el insuflado de gas en una cantidad suficiente para inflar sustancialmente el miembro inflable de la condición de guardado a la desplegada. El iniciador se posiciona también para, tras la activación, provocar el encendido del generador sustentador de gas de modo que el generador sustentador de gas se quema durante un segundo intervalo de tiempo. El segundo intervalo de tiempo termina después de la finalización del primer intervalo de tiempo para generar el gas de sustentación en una cantidad suficiente para mantener sustancialmente el miembro inflable en la condición desplegada.

En diferentes realizaciones de la invención, el primer intervalo puede tener una longitud menor que 0,030 segundos y el segundo intervalo pueden tener una longitud de al menos 0,150 segundos. El sistema puede incluir un recipiente flexible dentro del miembro inflable con el generador de gas situado inicialmente dentro del recipiente flexible. Puede existir un conducto al menos parcialmente dentro del recipiente flexible y tener una pared lateral que se extiende de un extremo proximal próximo al iniciador a un extremo distal. El conducto puede separar un interior del conducto de un exterior del conducto y la pared lateral puede tener una pluralidad de aperturas. El generador de gas puede situarse sustancialmente en el exterior del conducto. El iniciador puede posicionarse para, tras la activación, provocar una llama desde para migrar del extremo proximal hasta el extremo distal.

Las aperturas pueden posicionarse y tener tamaños suficientes para permitir que el frente de la llama se comunique a través de cada apertura desde el interior del conducto hasta el exterior del conducto para encender una porción del generador de gas próximo a tal apertura y causar un encendido distribuido del generador de gas para generar el gas. Ventajosamente, en vez del conducto, el sistema puede incluir un cordón de encendido que extiende desde un extremo proximal acoplado al extremo aguas abajo del alojamiento y que contiene una carga. El iniciador puede posicionarse para, tras la activación, provocar el encendido del cordón de encendido que a su vez produce la combustión del generador de gas que a su vez hace que el miembro inflable se infle.

El generador de gas puede incluir comparativamente grandes partículas de un compuesto del refrigerante entremezclado con compuesto propulsor sólido de combustible/oxidante... [Seguir leyendo]

1. Un sistema generador de gas (140), que comprende:

un recipiente flexible (150); un generador de gas (148), ubicado inicialmente dentro del recipiente flexible; y un iniciador (34); un conducto flexible (142), que está al menos parcialmente dentro del recipiente flexible, teniendo el conducto flexible una pared lateral que se extiende desde un extremo proximal (142A) próximo al iniciador hasta un extremo distal (142B) y que separa un interior del conducto de un exterior del conducto, en el que la pared lateral tiene una pluralidad de aperturas (146) y el generador de gas se localiza sustancialmente externo al conducto flexible; el iniciador se posiciona para, tras la activación, provocar que un frente de llama migre del extremo proximal hacia el extremo distal; y la pluralidad de aperturas se posiciona y tiene tamaño suficiente para permitir que el frente de llama se comunique a través de cada apertura desde el interior del conducto hasta el exterior del conducto para encender una porción del generador de gas próximo a tal apertura y provocar un encendido distribuido de dicho generador de gas para generar gas.

2. Un sistema con miembro inflable (20), que comprende:

un miembro inflable (22) expandible desde una condición de guardado hasta una condición desplegada; un sistema generador de gas (140), de acuerdo con la reivindicación 1, ubicado inicialmente dentro del miembro inflable. teniendo un alojamiento (144) extremos aguas arriba y aguas abajo y un espacio interior, y en el que el iniciador se monta en el extremo del alojamiento aguas arriba; y un generador de gas de sustentación (152) inicialmente posicionado dentro del alojamiento; en el que: el iniciador se posiciona para, tras la activación, provocar el encendido del generador de gas de modo que el generador de gas se queme durante un primer intervalo de tiempo para generar el gas de insuflado en una cantidad suficiente para inflar sustancialmente el miembro inflable desde la condición de guardado hasta la condición desplegada; y el iniciador se posiciona para, tras la activación, provocar el encendido del generador de gas de sustentación de modo que el generador de gas de sustentación se queme durante un segundo intervalo de tiempo, terminando tras la culminación del primer intervalo de tiempo, para generar una cantidad suficiente del gas de sustentación para mantener sustancialmente el miembro inflable en la condición desplegada.

3. El sistema con miembro inflable de la reivindicación 2 en el que:

el primer intervalo tiene una duración menor que 0,030 segundos; y el segundo intervalo t tiene una duración de al menos 0,150 segundos.

4. El sistema con miembro inflable de la reivindicación 2 en el que dicho generador de gas incluye comparativamente grandes partículas de un compuesto refrigerante entremezclado con un compuesto propulsor sólido de combustible/oxidante finamente dividido para efectuar menores temperaturas medias internas del gas.

5. El sistema con miembro inflable de la reivindicación 4 en el que dicho refrigerante absorbe eficazmente el calor mediante un proceso seleccionado del grupo que consiste en la transición de fase endotérmica y la descomposición.

6. El sistema con miembro inflable de la reivindicación 5 en el que dicho refrigerante se selecciona del grupo que consiste en carbonato de magnesio, magnesita, hidróxido de aluminio, hidróxido de magnesio, hidróxidos de los elementos del lantánido, ácido bórico, carbonatos de los elementos del metal alcalino y carbonatos de los elementos alcalinotérreos.

7. El sistema con miembro inflable de la reivindicación 2 en el que:

el miembro de propagación del encendido (142) comprende un conducto que tiene una pared lateral que se extiende del extremo proximal próximo al iniciador hasta el extremo distal y que separa un interior del conducto de un exterior del conducto, teniendo la pared lateral una pluralidad de aperturas (146); y la pluralidad de aperturas se posiciona y tiene suficiente tamaño para permitirle al frente de llama comunicarse a través de cada apertura desde el interior del conducto hasta el exterior del conducto para encender una porción del generador de gas próxima a tal apertura y provocar un encendido distribuido de dicho generador de gas para generar el gas de insuflado.

8. El sistema con miembro inflable de la reivindicación 7 en el que dicho recipiente flexible comprende al menos una

capa de película polimérica.

9. El sistema con miembro inflable de la reivindicación 7 en el que:

dicho generador de gas tiene una velocidad de combustión eficaz para quemarse durante un primer intervalo de tiempo tras el encendido; la migración del frente de llama define una dirección aguas abajo; un generador de gas de sustentación (152; 156) se posiciona inicialmente dentro del conducto o aguas arriba del mismo, teniendo el generador de gas de sustentación una velocidad de combustión eficaz para quemarse durante un segundo intervalo de tiempo tras el encendido, siendo el segundo intervalo de tiempo más largo que el primer intervalo de tiempo y extendiéndose más allá del primer intervalo de tiempo de modo que la combustión del generador de gas de sustentación mantenga el miembro inflable en la condición desplegada después de la culminación del primer intervalo.

10. El sistema con miembro inflable de la reivindicación 9 comprendiendo además un alojamiento (144) que tiene extremos aguas arriba y aguas abajo y un espacio interior y en el que el iniciador (34) se monta en el extremo del alojamiento aguas arriba y el extremo proximal del conducto se monta en el extremo del alojamiento aguas abajo, y en el que el generador de gas de sustentación (152) se posiciona inicialmente en una superficie interior lateral del alojamiento (144) circundando un espacio entre el iniciador y el conducto.

11. El sistema con miembro inflable de la reivindicación 10 en el que el generador de gas de sustentación (156) se localiza en una porción extrema distal del conducto.

12. Un método para desplegar un miembro inflable (22) de una condición de guardado a una condición desplegada, que comprende:

proporcionar un generador de gas (148) ubicado inicialmente dentro de un recipiente flexible dentro del miembro inflable, y proporcionar un iniciador (34); proporcionar un conducto flexible (142) al menos parcialmente dentro del recipiente flexible, teniendo el conducto flexible una pared lateral que se extiende desde un extremo proximal próximo al iniciador hasta un extremo distal y que separa un interior del conducto de un exterior del conducto, teniendo la pared lateral una pluralidad de aperturas (146) y el generador de gas sustancialmente externo al conducto flexible; activar el iniciador para hacer que un frente de llama migre des extremo proximal hacia el extremo distal; permitir al frente de llama comunicarse a través de cada apertura desde el interior del conducto hasta el exterior del conducto para encender una porción del generador de gas próximo a tal apertura y generar un encendido distribuido de dicho generador de gas para generar gas; permitir al generador de gas inflar sustancialmente el miembro inflable desde la condición de guardado hasta la condición desplegada.

13. El método de la reivindicación 12 en el que el generador de gas se quema sustancialmente durante un primer intervalo de tiempo y el método comprende además:

proporcionar un generador de gas de sustentación (152; 156), ubicado inicialmente dentro del conducto o aguas arriba del mismo, teniendo el generador de gas de sustentación una velocidad de combustión eficaz para quemarse durante un segundo intervalo de tiempo tras el encendido, siendo el segundo intervalo de tiempo más largo que el primer intervalo de tiempo y extendiéndose más allá del primer intervalo de tiempo de modo que la combustión del generador de gas de sustentación mantiene el miembro inflable en la condición desplegada después de la culminación del primer intervalo.