CS694090A3 - Apparatus for preventing injury to a vehicle occupants - Google Patents

Description

v- 1 -

Zařízení pro zmírnění nebezpečí úrazu osob cestujících na vozidle 735> oO <; c-TO ZÍJ— ~ J> o cn o ΪΌ

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro zmírnění nebezpečí urazucestujících osob při náhlém zpomalení vozidla pomocí takzvaného "vzdušného vaku", a směsi látek vhodných pro vyví-jení plynu k nafouknutí tohoto vaku.

Dosavďdní stav techniky

Bezpečnostní systémy tohoto druhu jsou známé a jeden znich je popsán například v US patentu č. 3,723.205·

Známá bezpečnostní zařízeni tohoto druhu mají celou řa-du nevýhod. Směsi látek, dosud používané k nafouknutí vaku,jsou při skladování nestabilní, přijímají vlhkost ze vzduchua tím se stávají nespalitelnými.

Mnohé dosud používané směsi látek vyvíjejí nepřijatelněvysoké množství oxidu uhelnatého. Oxid uhelnatý při úniku doprostoru vozidla může vést k vážnému zdravotnímu ohrožení ne-bo smrti cestujících, i kdyby tyto osoby díky tomuto zabez-pečovacímu zařízení neutrpěly žádné vážné tělesné zranění.

Je známo, že oxid uhelnatý se slučuje s hemoglobinem v krvi a brání tkáni adsorbovat kyslík.

Jiné známé směsi se spalují za příliš vysoké teploty.Tato teplota může roztavit vak nebo přímo ohrozit osoby ve vo židle. 2

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje zařízenípro zmírnění nebezpečí urazu osob cestujících ve vozidle,jhhož podstata spočívá v tom, že vyměnitelná patrona sestá-vá ze zásobníku inertního plynu a výmetného pouzdra se smě-sí látek pro vyvíjení plynu, přičemž směs látek obsahujeplastifikované polyvinylchloridové pojivo paliva, anorganic-kou oxidační sůl, zvolenou ze skupiny chlorečnanů alkalickýchkovů, chloristanů alkalických kovů, chlorečnanů alkalickýchzemin, chloristanů kovů alkalických zemin, a jejich směsí,a uhličitan lithný, přičemž oxidační činidlo je v této směsiobsaženo v množství alepoii postačujícím pro přeměnu všehopřítomného uhlíku na oxid uhličitý, pro přeměnu všeho přítom-ného vodíku na vodu, a pro úplné okysličení všech přítomnýchko\ni alkalických zemin, přičemž uhličitan lithný je přítomen vmnožství al^oo ň postačujícím pro přeměnu všeho halogenu nahalogenid lithný. Přehled obrázků na výkrese Příkladné provedení předmětu vynálezu bude dále podrob-něji popsáno pomocí výkresu, kde obr. 1 schematicky znázor-ňuje bezpečnostní zařízení pro ochranu osob cestujících vevozidle, na obr. 2 je genrátor plynu používaný jako zásobníksměsi látek vyvíjejících plyn pro nafukování vaku znázorněné- s/ z z V -z z ho vc složeném stavu na obr. 1, obr. 3 znázorňuje rez podél - 3 - čáry 3 -3 na obr. 2, se směsí látek vyvíjejících plyn, a naobr. 4 je diagram znázorňující překvapivě nízkou sorpci vodyu směsi látek podle vynálezu, v porovnání s jinou dosudpoužívanou směsí. Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 a 2 připojeného výkresu je znázorněno zařízenílp, sloužící ke zmírněníxnebezpečí úrazu osob cestujících vevozidle, v případě jeho prudkého zpomalení. Zařízení 10obsahuje nenafouknutý, avšak nafukovatelný vak 12 a vyměni-telnou patronu 14. Patrona 14 obsahuje zásobník 16. V zásob-níku ló je inertní plyn 18 a ve výmetném pouzdru 12, rovněžuspořádaném v patrone l4, je směs látek pro vyvíjení plynu.Dále je zařízení 10 opatřeno zapalovačem 22 a zápalníkem 23,zapojenými v sérii se spínačem 24, reagujícím na prudké zpo-malení, a se zdrojem 26 energie. Z obr. 2 je zřejmé, že je zapalovač 22 umístěn v blízkos-ti směsi 20. Zapne-li se jeho funkce, vhání zapalovač 22horké plyny otvory 28, 29, 30, znázorněnými na obr. 3, dosměsi 20. Současně se zahájením funkce zapalovače 22 se za-píná i funkce zápalníku 23 , který protrhne zajišíovací stěnukomory 42 . Směs 20 se začne spalovat, čímž vznikají zplodiny,které protrhnou uzavírací kotouč 3_1 výmetného pouzdra ly., a procházejí hrdleni 32 do směšovací oblasti 3 _^ · směso- vacx oblasti 3.4 se tyto zplodiny spalování mísí s inertnímplynem 18 . Vzniklá horká plynná směs prochází filtrem 36a otvory 38, 4θ dp vložené komory 42. Z vložené komory 42proudí plynná směs dále odváděcími otvory 44, 46, 48, 50do rozdělovači komory 52. Horké plyny pak opouštějí rozdělo-vači komoru 52 větším počtem otvorů 5.4» 55 5 · Tyto otvory54, 33, 36 3SOU v zařízení 10 nasměrovány do neznázorněnéhokanálu, kterým se plynná směs přivádí do vaku 12 a tento vak 12 nafoukne.

Inertní plyn 18, používaný u tohoto vynálezu, může býtdusík, helium nebo argon, popřípadě směs těchto plynů. Argonje vzhledem k nízkým nákladům, snadné dostupitelnosti a ne-reaktivitě nejvhodnější. Tlak inertního plynu vc směšovacíoblasti 34 může značně kolísat, všeobecně je však jeho hodno-ta v rozmezí l40 až 710 kg/m , t.j. 1000 až 5000 psi, opti-mální je však tlak 355 až 500 kg/m^, t.j. 2500 až 3500 psi.

Směs látek podle tohoto vynálezu obsahuje anorganickouoxidační sůl, zvolenou ze skupiny chlorečnanů alkalických kovů, chloristanů alkalických kovů, chlorečnanů kovů alka-lických zemin, chloristanů kovů alkalických zemin, a jejich směsí-. v / v Z , v t v v

Oxidační činidlo musí v teto směsi byt obsazeno alespoň v množství dostačujícím pro přeměnu přítomného uhlíku naoxid uhličitý, propřemenu všeho přítomného vodíku na vodu, - 5 - a pro úplné ok^sličení všeho přítomného kovu na jeho primár-ní oxidy. Termín přítomný lov, zde používaný, představuje množ-ství kovu, které nereaguje s chlorem a nevytváří jeho chlo-ridy. Primární oxid kovu je oxid obsahující největší množst-ví kyslíku. Například ZrO^ je primární oxid zirkonia, nebo?obsahuje větší množství kyslíku než ZrO nebo i jiný oxid zirkonia.

Použitý pojem přítomný halogen, znamená halogen uvolňova-ný jako chlor polyvinylchloridem, nikoliv však halogen pří-tomný v kterékoliv z oxidačních solí alkalického kovu. Pří-klady oxidačních solí, které produkují halogen, představujíchlorečnany kovů alkalických zemin, a také chloristan stroncia.

Uhličitan lithný je ve směsi přítomen v množství, kteréalespoň postačuje pro přeměnu všeho přítomného halogenu nahalogenid lithia. Nadbytek uhličitanu lithného není na záva-du. V jednom zvýhodných provedení předmětu vynálezu, molárnípoměr uhličitanu lithného k přítomnému halogenu je 1 : 1 až 3:1.

Pojem polyvinylchlorid, zde použitý, zahrnuje jak homo-polymer, tak i kopopolymer obsahujcíí až asi 10 fo hmotnost-ních kopolymeraáních složek, jako vinylacettátu nebo vinyliden-chloridu. Výhodně se v podstatě zcela polymeruje polyvinylchlorid, a používá se ve formě plastisolových kuličkových částic. - 6 -

Je možno použít jakéhokoliv tekutého organického plasti-fikátoru, který je slučitelný s polyvinylchloridem. Tytoplastifikátory jsou známé. Výhodným plastifikátorem jsouplastifikátory vhodné pro vytváření plastisolu, napříkladalkyladipády a aloxvlové adipády, sebakáty a ftaláty. Speci-fické příklady zahrnují dibutylsebakát, dioktylsebakát, di-butylftalát, dioktylftalát, dimethoxiethylftalát, dibutyl-adipád. dioktyladipád a di/3,5,5-trimethvlhcxyladipád. Jinéplastifikátory obsahují estery glykolu s obsahem vyššíchmastných kyselin. Plastifikátory, vytvářející plastisol, jsourozpouštědla polyvinylchloridu vroucí při vysoké teplotě,tvořící tekuté suspenze s částicemi polyvinylchloridu zanormální teplo ty, vzhledem k nízké rozpustnosti za nižší te-ploty, a rozpouštějí poly~vinylchlorid při zvýšených teplotách,čímž vytvářejí tuhý gel.

Vhodný get± poměr polyvinylchloridu a plastifikátoru jevšeobecně v rozmezí 1 : 5 až 5 ί 1» výhodný je však poměr 2 : 3 ař 3 :2.

Směs podle vynálezu může obsahovat až 9θ /í hmotnostníchtuhých látek, pokud jsou částice tuhých látek vhodně zvole-ny a rozděleny tak, aby neztrácely možnost přiměřeného zka-palnění umožňujícího slévání a vytvrzování bez aplikacevysokého tlaku.

Vynález je dále znázorněn pomocí dalších příkladů, u nichžjsou všechny složky a procentuální podíly vyjádřeny v hmot-nostním podílu, pokud není uvedeno jinak. Tyto příklady, neomezu- -7 - jící řešení podle vynálezu, představují příkladná provedeníurčená pro odborníky, a uvádějí, jak lze realizovat tento vy-nález a jak jej lze uskutečnit nejlepším vhodným způsobem» Přiklad 1:

Tento příklad nejlépe znázorňuje provedení podle tohotovynálezu. Obsahuje následující množství složek dále uvedených:

Položka Látka Hmotnostní pc A polyvinylchlorid 5733 B dicktyladipád 8600 C Ferro 1203 229 D saze 50 E uhličitan lithný 3388 F chloristan draselný 82000

Složky A až F byly dány do mí sici nádoby, promíchány anato tvarovány do vzorků přibližně o rozměru a tvaru cigarety,za teploty asi 168°C, načež byly vzorky ochlazeny na teplotumístnosti 2G°C. Výsledný produkt byl nazván "Arcite 497L".

Rychlost spalování, měřená Cravďordovým bombovým testem,byla 38,4 mm za sekundu, při tlaku 284 kg/m , t.j. 2COO psi.

Po několika létech skladování za normálních podmínek v neher-metických nádržích bylo zjištěno, že se rychlost spalování ne-snížila a činila 38,9 mm za sekundu, za stejných podmínek. Vprůběhu skladování nebyly zjištěny žádné viditelné ani mecha-nické změny, k nimž by bylo došlo v průběhu skladování. Příklad 2:

Tento příklad není typický pro tento vynález. V příkladěje uvedena nežádoucí absorpce vody v případě, kdy uhličitan lithný, používaný ve směsi podle vynálezu, byl nahrazen uhli- čitanem sodným.

Kombinována byla následující množství složek:

Položka látka Hmotnostní A pólyvinylchlorid 9994 3 dioktyladipád 8390 C Ferro 1203 224 D saze 90 Δ uhličitan sodný 4742 F chloristan draselný 81000

Složky A až F byly dány do mí sici nádoby, důkladně promí-chány a nato rovněž tvarovány do rozměru a tvaru cigarety, zateploty asi 168°C, načež byly vzorky ochlazeny na teplotu místnosti, t.j. na 2C°C. Výsledný produkt byl nazván "Arcite 4970"

Rychlost absorpce vody produktu Arcite 4970, který nenípředmětem vynálezu, je dále srovnána s produktem Arcite 4971podle vynálezu, vyrobeným podle příkladu 1. Výsledky jsou zrejmé z diagramu znázorněného na obr. ve kterém je procentoabsorbované vody vyneseno na ose £ a čas ve dnech je vynesenna ose x, Křivka 98 je křivkou charakterizující produktArcite 4971 podle vynálezu z příkladu 1, zatím co křivka 60vyznačuje srovnávanou směs a produkt Arcite 497G, obsahujícíuhličitan sodný místo uhličitanu lithného„ Jak je zřejmé zobr. 4, uhličitan sodný, jako složka směsi, která není před-mětem vynálezu, pohlcuje téměř tři procenta vody v průběhuasi třiceti dnů, zatím co směs podle vynálezu nepohlcuje téměřžádnou vodu, jak je znázorněno plochou křivkou 98.

Claims (8)

1. - 9 - PATENTOVÉ o o iňi §

   Zařízení pro zmírnění nebezpečí úrazu osob cestujícíchve vozidle sestávající z nafukovatelného vaku, vyměnitel-né patrony, čidel reagujících na náhlé zpomalení rychlostipohybu vozidla, vyznačující se tím,že patrona (l4) sestává ze zásobníku (ló) inertního ply-nu (18) a výmetného pouzdra (17) se směsí (20) látek provyvíjení plynu, přičemž směs (20) látek obsahuje plasti-fikované polvvinylchloridové pojivo paliva, anorganickouoxidační sůl, zvolenou ze skupiny chlorečnanů alkalickýchkovů, chloristanů alkalických kovů, chlorečnanů kovů alka-lických zemin, chloristanů kovů alkalických zemin, a je-jich směsí, a uhličitan lithný, přičemž oxidační činidloje v této směsi obsaženo v množství alespoň postačujícímpro přeměnu všeho přítomného uhlíku na oxid uhličitý, propřeměnu všeho přítomného vodíku na vodu, a pro úplné oky-sličení všech přítomných kovů alkalických zemin, přičemžuhličitan lithný je přítomen v množství alespoň postaču-jícím pro přeměnu všeho halogenu na halogenid lithný.
2. 2. Zařízení podle nároku 1, v y z na č ujíc í se tím,že hmotnostní poměr polyvinylchloridu a plastifikátoru ve směsi látek (20) je v rozmezí 1 : 5 až 5 í 1.
3. 3. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že hmotnostní poměr polyvinylchloridu a plastifiká- 10 toru ve směsi (20) látek je v rozmezí 2:3 až 3 í 2.
4. 4. Zařízení podle nároku 1,vyznačující se tím, že molární poměr uhličitanu lithného k přítomnému halogenu(20) ve směsi látek (20) je v rozmezí 1 : 1 až 3 : 1·
5. 5· Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím,že oxidační činidlo ve směsi (20) látek je chloristan dra-selný .
6. 6. Zařízení podle nároku 1, vyznačujícíže inertní (l8) plyn je argon. tím,
7. 7. Zařízení podle nároku 1,vyznačující se tím,že inertní plyn (l8) má tlak v rozmezí 140 až 710 kg/mm^.
8. 8. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím,2 že inertní plyn (18) má tlak v rozmezí 355 až 500 kg/m . 4.3.1991 z 3161