DE102005001452B4

DE102005001452B4 - Gasgenerator für einen Airbag

Info

Publication number: DE102005001452B4
Application number: DE102005001452.6A
Authority: DE
Inventors: Naoki Matsuda; Masato Hirooka
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 2004-01-15
Filing date: 2005-01-12
Publication date: 2021-12-30
Anticipated expiration: 2025-01-13
Also published as: JP4494023B2; FR2865172B1; JP2005199867A; DE102005001452A1; FR2865172A1

Abstract

Gasgenerator (10) für einen Airbag, der aufweist:ein Gehäuse (11) mit Gasauslassöffnungen (17, 18);eine erste Zündeinrichtung (31) und eine zweite Zündeinrichtung (32) zum Starten des Betriebs des Gasgenerators (10);eine erste Verbrennungskammer (20) und eine zweite Verbrennungskammer (25), die in dem Gehäuse (11) angeordnet sind;ein erstes gasbildendes Agens (20a), ein zweites gasbildendes Agens (20b), ein drittes gasbildendes Agens (25a) und ein viertes gasbildendes Agens (25b), welche ein Gas erzeugen, wenn sie entzündet und verbrannt werden, um den Airbag aufzublasen;wobeidas erste gasbildende Agens (20a) eine erste Verbrennungstemperatur aufweist und in der ersten Verbrennungskammer (20) angeordnet ist;das zweite gasbildende Agens (20b) eine zweite Verbrennungstemperatur aufweist, die niedriger ist als die erste Verbrennungstemperatur, und in der ersten Verbrennungskammer (20) angeordnet ist;das dritte gasbildende Agens (25a) eine dritte Verbrennungstemperatur aufweist und in der zweiten Verbrennungskammer (25) angeordnet ist;das vierte gasbildende Agens (25b) eine vierte Verbrennungstemperatur aufweist, die niedriger ist als die dritte Verbrennungstemperatur, und in der zweiten Verbrennungskammer (25) angeordnet ist;die erste Zündeinrichtung (31) zum direkten Entzünden mindestens eines der ersten und zweiten gasbildenden Agentien (20a, 20b) vorgesehen ist; unddie zweite Zündeinrichtung (32) zum direkten Entzünden mindestens eines der dritten und vierten gasbildenden Agentien (25a, 25b) vorgesehen ist;ein Unterteilungselement mit einem Verbindungsloch (51), das im Innern der ersten Verbrennungskammer (20) angeordnet ist, um das erste gasbildende Agens (20a) unddas zweite gasbildende Agens (20b) im Innern der ersten Verbrennungskammer (20) voneinander zu trennen;dadurch charakterisiert, dasszwischen der zweiten Zündeinrichtung (32) und dem dritten Agens (25a) eine Trennwand (40) mit einem durchgehenden Loch (52) angeordnet ist;das erste gasbildende Agens (20a) eine nicht-perforierte Gestalt hat und das zweite gasbildende Agens (20b) die Gestalt eines einfach-perforierten Zylinders hat; undwobei die erste Verbrennungstemperatur zwischen 1700°C und 3000°C und die zweite Verbrennungstemperatur zwischen 1000°C und 1700°C liegt.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gasgenerator für einen Airbag zum Schützen eines Fahrzeuginsassen gegen den Aufprall bei einer Kollision.
Beschreibung des verwandten Standes der Technik
Vom Standpunkt des Schutzes eines Fahrzeuginsassen aus betrachtet werden an einen Gasgenerator für einen Airbag, der in ein in einem Automobil installiertes Airbag-System eingearbeitet ist, verschiedene Anforderungen gestellt. Zu Beispielen für diese Anforderungen gehören die Gewährleistung, dass der Gasgenerator über eine typische erwartete Lebensdauer (10 Jahre oder mehr) des Fahrzeugs, in dem das Airbag-System installiert ist, zuverlässig betrieben werden kann.
Um die Größe des Gasgenerators zu vermindern, ist es wünschenswert, dass ein gasbildendes Agens mit einer niedrigeren Verbrennungstemperatur verwendet wird, sodass ein Kühlmittelfilter vereinfacht werden kann. Ein weiterer wünschenswerter Effekt der Verwendung eines gasbildendes Agens, das eine niedrigere Verbrennungstemperatur aufweist, ist der, dass die Menge der Gaskomponenten, wie z.B. NO_x, die während der Verbrennung des gasbildenden Agens erzeugt wird, verringert werden kann.
Es ist aber auch bekannt, dass gasbildende Agentien, die eine niedrige Verbrennungstemperatur aufweisen, in der Regel auch eine schlechte Entzündbarkeit aufweisen. Um dennoch sicherzustellen, dass der Gasgenerator zuverlässig arbeitet, ist es wünschenswert, dass das gasbildende Agens sowohl eine gute Entzündbarkeit als auch eine gute Brennbarkeit aufweist.
Die Verbesserung der Reinheit (Sauberkeit) des Gases und die Verringerung des Gewichtes des Gasgenerators sind daher einander technologisch widersprechende Anforderungen, um den zuverlässigen Betrieb in Bezug auf die Entzündbarkeit und die Brennbarkeit des gasbildenden Agens zu gewährleisten.
Darüber hinaus wird die Leistung (Output) des Gasgenerators modifiziert je nach Typ des Fahrzeugs, in dem der Gasgenerator installiert wird. Die Modifizierung des Behälters oder der Komponenten im Innern des Behälters jedes Mal, wenn der Gasgenerator installiert wird, führt jedoch nicht nur zu einer Kostensteigerung, sondern auch zu Fehlern beim Zusammenbau der Komponenten.
In dem in JP H11- 334 517 A beschriebenen Gasgenerator wird eine Transfer-Zündladung gezündet und verbrannt durch Aktivierung eines Zünders und ein gasbildendes Agens wird entzündet und verbrannt durch die resultierende Flamme. In dem in WO 01/ 72 560 A1 beschriebenen Gasgenerator wird eine Transfer-Zündladung durch die Zündung entzündet durch Anlegen eines elektrischen Stromes an einen Zünder und ein gasbildendes Agens wird durch die resultierende Flamme verbrannt. Da die Entzündbarkeit eines gasbildenden Agens, das eine Stickstoff enthaltende organische Verbindung umfasst, besonders schlecht ist, ist eine Entzündungskammer vorgesehen, um das Ausströmen des Gases in Umfangsrichtung einzuschränken.
In JP H11- 334 517 A werden keine Angaben gemacht bezüglich der Verbrennungstemperatur des gasbildenden Agens und es findet sich darin kein Hinweis auf Probleme, die durch die Verbrennungstemperatur verursacht werden. Bei dem in WO 01/ 72 560 A1 beschriebenen Aufbau kann ein gasbildendes Agens, das eine niedrigere Verbrennungstemperatur aufweist, nicht wirksam verbrannt werden. Es gibt jedoch darin keinen Hinweis darauf, ob zwei oder mehr Typen von gasbildenden Agentien mit unterschiedlichen Verbrennungstemperaturen verwendet werden, sodass die Leistung nicht angepasst werden kann durch Kombinieren von gasbildenden Agentien mit unterschiedlichen Verbrennungstemperaturen.
Die gattungsbildende US 2003 / 0 160 437 A1 offenbart einen Gasgenerator für einen Airbag, der in einem Gehäuse mit einer Vielzahl von Gasauslassöffnungen ein Zündmittel, das bei Empfang eines Aktivierungssignals zu betätigen ist, ein Gaserzeugungsmittel, das aufgrund der Betätigung des Zündmittels zur Erzeugung eines Betriebsgases zu zünden und zu verbrennen ist, und die Gasauslassöffnungen, die durch ein Verschlussmittel verschlossen sind, das aufgrund des Innendrucks des Gehäuses zum Öffnen der Gasauslassöffnungen gebrochen wird, umfasst, wobei im Gehäuse mindestens zwei Arten von Gasaustrittsöffnungen gebildet werden, die bei unterschiedlichen Drücken zu öffnen sind, und von mindestens zwei Arten von Gasaustrittsöffnungen ist die Art der bei niedrigstem Druck zu öffnenden Gasaustrittsöffnungen so angeordnet, dass sie die dem Zündmittel am nächsten liegende Gasaustrittsöffnung ist.
US 2005 / 0 225 064 A1 betrifft einen Gasgenerator, umfassend ein Gehäuse, das aus Metall hergestellt ist und eine Initiatorschale und eine Verschlussschale aufweist, Brennkammer(n), die in dem Gehäuse ausgebildet und mit Gaserzeugungsmittel gepackt sind, das durch Verbrennung Hochtemperaturgas erzeugt, Filterelement(e), die um die Brennkammer(n) herum angeordnet sind, (eine) Zündvorrichtung(en), die in das Gehäuse zum Zünden und Verbrennen des Gaserzeugungsmittels in der/den Brennkammer(n) eingesetzt ist/sind, und eine Vielzahl von Gasentladungslöchern, die an dem Gehäuse zum Entladen von in der/den Brennkammer(n) erzeugtem Gas ausgebildet sind, wobei entweder die Initiatorschale oder sowohl die Initiatorschale als auch die Verschlussschale, die das Gehäuse bilden, einen Kopfabschnitt mit einer halbkugelförmigen Form oder einer ovalen halbkugelförmigen Form und einen zylindrischen Abschnitt mit einem Durchmesser (D) aufweisen, der kontinuierlich aus dem Kopfabschnitt gebildet ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gasgenerator für einen Airbag, dessen Gewicht vermindert ist bei gleichzeitiger Verbesserung der Brennbarkeit eines gasbildenden Agens während des Betriebs, sodass die Betriebszuverlässigkeit gewährleistet werden kann, und bei dem eine Einstellung der Leistung (Output) leicht durchgeführt werden kann bei gleichzeitiger Sicherstellung, dass ein sauberes Gas gebildet wird und die Betriebszuverlässigkeit ausreichend ist.
Der erfindungsgemäße Gasgenerator löst die vorstehend beschriebenen Probleme durch Bereitstellen eines Gasgenerators (10) für einen Airbag, der aufweist:

ein Gehäuse (11) mit Gasauslassöffnungen (17, 18);
eine erste Zündeinrichtung (31) und eine zweite Zündeinrichtung (32) zum Starten des Betriebs des Gasgenerators (10);
eine erste Verbrennungskammer (20) und eine zweite Verbrennungskammer (25), die in dem Gehäuse (11) angeordnet sind;
ein erstes gasbildendes Agens (20a), ein zweites gasbildendes Agens (20b), ein drittes gasbildendes Agens (25a) und ein viertes gasbildendes Agens (25b), welche ein Gas erzeugen, wenn sie entzündet und verbrannt werden, um den Airbag aufzublasen;
wobei
das erste gasbildende Agens (20a) eine erste Verbrennungstemperatur aufweist und in der ersten Verbrennungskammer (20) angeordnet ist;
das zweite gasbildende Agens (20b) eine zweite Verbrennungstemperatur aufweist, die niedriger ist als die erste Verbrennungstemperatur, und in der ersten Verbrennungskammer (20) angeordnet ist;
das dritte gasbildende Agens (25a) eine dritte Verbrennungstemperatur aufweist und in der zweiten Verbrennungskammer (25) angeordnet ist;
das vierte gasbildende Agens (25b) eine vierte Verbrennungstemperatur aufweist, die niedriger ist als die dritte Verbrennungstemperatur, und in der zweiten Verbrennungskammer (25) angeordnet ist;
die erste Zündeinrichtung (31) zum direkten Entzünden mindestens eines der ersten und zweiten gasbildenden Agentien (20a, 20b) vorgesehen ist; und die zweite Zündeinrichtung (32) zum direkten Entzünden mindestens eines der dritten und vierten gasbildenden Agentien (25a, 25b) vorgesehen ist;
ein Unterteilungselement mit einem Verbindungsloch (51), das im Innern der ersten Verbrennungskammer (20) angeordnet ist, um das erste gasbildende Agens (20a)
und das zweite gasbildende Agens (20b) im Innern der ersten Verbrennungskammer (20) voneinander zu trennen;
dadurch charakterisiert, dass
zwischen der zweiten Zündeinrichtung (32) und dem dritten Agens (25a) eine Trennwand (40) mit einem durchgehenden Loch (52) angeordnet ist;
das erste gasbildende Agens (20a) eine nicht-perforierte Gestalt hat und das zweite gasbildende Agens (20b) die Gestalt eines einfach-perforierten Zylinders hat; und wobei die erste Verbrennungstemperatur zwischen 1700°C und 3000°C und die zweite Verbrennungstemperatur zwischen 1000°C und 1700°C liegt.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Gasgenerator (10) für einen Airbag, der aufweist:

Vorzugsweise wird das erste gasbildende Agens in einer Menge eingeführt, die es möglich macht, dass das zweite gasbildende Agens durch Verbrennen des ersten gasbildenden Agens entzündet und verbrannt wird.
Vorzugsweise weist der Gasgenerator außerdem ein Trennelement mit einem durchgehenden Verbindungsloch auf, das im Innern der ersten Verbrennungskammer angeordnet ist, um das erste gasbildende Agens im Innern der ersten Verbrennungskammer von dem zweiten gasbildenden Agens zu trennen.
Vorzugsweise unterteilt das Trennelement das Innere der ersten Verbrennungskammer in Bezug auf die Menge des ersten gasbildenden Agens und des zweiten gasbildenden Agens, die in die erste Verbrennungskammer eingeführt werden.
Vorzugsweise umfasst der Gasgenerator außerdem:

eine dritte Verbrennungskammer, die innerhalb des Gehäuses angeordnet ist

Vorzugsweise umfasst die erste Zündeinrichtung nur einen elektrischen Zünder, der durch Anlagen eines Betriebsstromes gezündet wird, und das erste gasbildende Agens wird direkt durch Aktivierung des elektrischen Zünders entzündet.
Vorzugsweise liegt die dritte Verbrennungstemperatur zwischen 1700 und 3000 °C und die vierte Verbrennungstemperatur liegt vorzugsweise zwischen 1000 und 1700 °C.
Vorzugsweise umfasst der Gasgenerator außerdem einen inneren Zylinder, der im Innern des Gehäuses angeordnet ist und sich zwischen einer Diffusorhülle und einer Abschlusshülle des Gehäuses erstreckt, wobei das Trennelement Teil des inneren Zylinders ist.
Vorzugsweise umfasst der Gasgenerator drei Verbrennungskammern.
Detaillierte Erläuterung der Erfindung
Bei dem vorstehend beschriebenen gasbildenden Agens werden zwei oder mehr Typen von gasbildenden Agentien mit unterschiedlichen Verbrennungstemperaturen in die gleiche Verbrennungskammer eingeführt. Die Verbrennungstemperatur des gasbildenden Agens kann bestimmt werden unter Anwendung eines Rechenprogramms, beispielsweise unter Anwendung des NEW PEP (neuen Treibmittel-Bewertungsprogramms), das entwickelt wurde auf der Basis des Grundprogramms des U.S. Naval Weapons Center. Die Entzündbarkeit eines gasbildenden Agens steht in der Regel im Zusammenhang mit der Verbrennungstemperatur und daher wird dann, wenn ein Gasgenerator betrieben wird, das gasbildende Agens mit der höheren Verbrennungstemperatur vorzugsweise zuerst entzündet und das gasbildende Agens mit der niedrigeren Verbrennungstemperatur wird durch die resultierende Flamme entzündet und verbrannt. Bei dieser Arbeitsweise wird die Verbrennungstemperatur innerhalb der Verbrennungskammer herabgesetzt unter diejenige des Falls, bei dem nur gasbildende Agentien mit einer hohen Verbrennungstemperatur verwendet werden, proportional zur Menge des gasbildenden Agens mit der niedrigeren Verbrennungstemperatur, das verwendet wird. Als Folge davon kann ein Kühlmittelfilter, der zum Reinigen und Kühlen des Gases verwendet wird, vereinfacht werden (beispielsweise ist ein Kühlmittelfilter mit einem komplizierten Verbrennungsgasreinigungs- und einem Verbrennungsgaskühleffekt nicht erforderlich) und Gaskomponenten, wie z.B. NO_x, können verringert werden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Zuführungsmenge des gasbildenden Agens mit der niedrigeren Verbrennungstemperatur vorzugsweise größer ist als die Zuführungsmenge des gasbildenden Agens mit der höheren
Verbrennungstem peratur.
Wenn der Gasgenerator betrieben wird, wird zuerst das gasbildende Agens mit der höheren Verbrennungstemperatur entzündet und das gasbildende Agens mit der niedrigeren Verbrennungstemperatur kann dann durch die resultierende Flamme zuverlässig entzündet und verbrannt werden. Die Verwendung eines gasbildenden Agens mit einer höheren Verbrennungstemperatur ist besonders vorteilhaft insofern, als die Verbrennung für einen langen Zeitraum anhält (das gasbildende Agens mit einer niedrigeren Verbrennungstemperatur wird für eine lange Zeitspanne einer Atmosphäre mit einer hohen Temperatur ausgesetzt) und dadurch kann das gasbildende Agens mit einer niedrigeren Verbrennungstemperatur durch die resultierende Flamme zuverlässig verbrannt werden. Durch Kombinieren dieser gasbildenden Agentien kann daher die Betriebszuverlässigkeit des Gasgenerators in ausreichendem Maße gewährleistet werden und es kann somit ein betriebstechnisch zuverlässiger Gasgenerator erhalten werden bei gleichzeitiger Verringerung des Gewichtes des Gasgenerators und Gewährleistung der Reinheit (Sauberkeit) des gebildeten Gases. Durch Variieren des Mischungsverhältnisses zwischen dem gasbildenden Agens mit der höheren Verbrennungstemperatur und dem gasbildenden Agens mit der niedrigeren Verbrennungstemperatur kann dann, wenn die beiden gasbildenden Agentien miteinander gemischt werden, die Verbrennungstemperatur der gasbildenden Agentien, die in dem Gasgenerator als Ganzes verwendet werden, eingestellt werden. Durch Einstellung des Beschickungsverhältnisses zwischen den beiden gasbildenden Agentien kann daher die Leistung (Output) des Gasgenerators gut kontrolliert werden und es ist somit nicht erforderlich, die Aufbaukomponenten des Gasgenerators zu modifizieren, um die erforderliche Leistung zu erzielen. Als Folge davon können Komponentenzusammenbaufehler, die auftreten, wenn die Aufbaukomponenten modifiziert werden, eliminiert werden.
Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass zur Erzielung dieser Effekte gemäß der vorliegenden Erfindung die zwei oder mehr Typen von gasbildenden Agentien, welche in die gleiche Verbrennungskammer eingeführt werden, unterschiedliche Verbrennungstemperaturen haben sollten. Durch Verwendung einer Kombination von gasbildenden Agentien, die unterschiedliche Verbrennungstemperaturen aufweisen, wird mit dem erfindungsgemäßen Gasgenerator eine wirksame Verbrennung des gasbildenden Agens mit der niedrigeren Verbrennungstemperatur erzielt, es wird eine Herabsetzung der Verbrennungstemperatur des gasbildenden Agens insgesamt, eine Verbesserung der Reinheit (Sauberkeit) des Gases und eine Verminderung des Gewichtes des Gasgenerators erzielt.
In dem erfindungsgemäßen Gasgenerator können die Form und die Dimensionen der gasbildenden Agentien gleich oder unterschiedlich sein für das gasbildende Agens mit der niedrigeren Verbrennungstemperatur und das gasbildende Agens mit der höheren Verbrennungstemperatur, die in der gleichen Verbrennungskammer angeordnet sind.
Das gasbildende Agens erzeugt ein Gas zum Aufblasen eines Airbags und gleichzeitig erzeugt es Wärme durch Verbrennen, die Wärme wird jedoch nicht nur von dem erzeugten Gas, sondern auch von dem festen Rückstand absorbiert, sodass daher ein gasbildendes Agens, das eine große Menge Wärme erzeugt, nicht notwendigerweise eine hohe Verbrennungstemperatur aufweist. Es ist daher schwierig, die Leistung (Output) durch das Verhältnis zwischen den gasbildenden Agentien, die unterschiedliche Wärmemengen erzeugen, einzustellen. In dem erfindungsgemäßen Gasgenerator werden andererseits mindestens zwei Typen von gasbildenden Agentien mit unterschiedlichen Verbrennungstemperaturen verwendet und diese gasbildenden Agentien sind in der gleichen Verbrennungskammer angeordnet. Dadurch können die Verbrennungstemperaturen der gasbildenden Agentien zuverlässig eingestellt werden. Der erfindungsgemäße Gasgenerator kann ein solcher vom dualen Typ sein, der zwei Zündeinrichtungen aufweist. Alternativ kann der Gasgenerator ein Multi-Typ-Gasgenerator sein, der drei oder mehr Zündeinrichtungen aufweist.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass ein gasbildendes Agens, welches unter den mindestens zwei Typen von gasbildenden Agentien, die in der gleichen Verbrennungskammer angeordnet sind, die höhere Verbrennungstemperatur aufweist, in einer Menge eingeführt wird, die es ermöglicht, dass ein gasbildendes Agens mit der niedrigeren Verbrennungstemperatur entzündet und verbrannt wird, und auf diese Weise kann die Einführungsmenge desselben nach Belieben eingestellt werden.
In dem erfindungsgemäßen Gasgenerator kann das gasbildende Agens, das unter den mindestens zwei Typen von gasbildenden Agentien, die in der gleichen Verbrennungskammer angeordnet sind, die höhere Verbrennungstemperatur aufweist, in einer Menge verwendet werden, bei der das gasbildende Agens, das die niedrigere Verbrennungstemperatur aufweist, entzündet und verbrannt werden kann. Die Verwendungsmenge des gasbildenden Agens mit der höheren Verbrennungstemperatur kann in Abhängigkeit von der Zusammensetzung, von dem Zusammensetzungsverhältnis, von der Form und Größe der jeweiligen gasbildenden Agentien, der Verwendungsmenge des gasbildenden Agens mit der niedrigeren Verbrennungstemperatur und dgl. festgelegt werden.
Die erforderliche Leistung (Output) des Gasgenerators während des Betriebs kann differieren in Abhängigkeit von dem Fahrzeugtyp, in dem der Gasgenerator installiert ist. Wenn der innere Aufbau (oder die Aufbaukomponenten) modifiziert wird für jede erforderliche Leistung (Output), wird es wahrscheinlicher, dass Zusammenbaufehler auftreten. Die Output-Modifikation wird in der Regel bewirkt durch Modifizieren der Zuführungsmenge des gasbildenden Agens oder durch Änderung des Kühlungsmittels, beispielsweise des Filters oder des Kühlmittels.
Erfindungsgemäß werden die gasbildenden Agentien, die unterschiedliche Verbrennungstemperaturen aufweisen, die in die gleiche Verbrennungskammer eingeführt werden, vorzugsweise in Mengen eingeführt, die nach Belieben eingestellt werden können. Die Zuführungs- bzw. Beschickungsmenge jedes gasbildenden Agens kann eingestellt werden durch Einstellen der Verwendungsmengen der jeweiligen gasbildenden Agentien, welche in die gleiche Verbrennungskammer eingeführt werden, der kombinierten Verwendungsmenge der gasbildenden Agentien, welche in die gleiche Verbrennungskammer eingeführt werden, und der Verwendungsmengenanteile des gasbildenden Agens mit der höheren Verbrennungstemperatur und des gasbildenden Agens mit der niedrigeren Verbrennungstemperatur, die in die gleiche Verbrennungskammer eingeführt werden. So können beispielsweise die Einführungs- bzw. Beschickungsmengen bestimmt werden unter Berücksichtigung nicht nur der Entzündbarkeit des gasbildenden Agens mit der niedrigeren Verbrennungstemperatur, sondern auch der Verbrennungstemperatur, die in der Verbrennungskammer entsteht. Durch Kombinieren von gasbildenden Agentien mit unterschiedlichen Verbrennungstemperaturen und Einstellung der Mengenverhältnisse zwischen denselben und dergleichen, kann die Temperatur des durch das kombinierte gasbildende Agens erzeugten Gases variiert werden, wodurch eine Feineinstellung der Leistung (des Output) ermöglicht wird. Das heißt mit anderen Worten, durch Variieren des Mischungsverhältnisses zwischen den gasbildenden Agentien mit unterschiedlichen Verbrennungstemperaturen kann die Temperatur des durch das kombinierte gasbildende Agens erzeugten Gases eingestellt werden, wodurch die Einstellung der Leistung (des Output) des Gasgenerators ermöglicht wird. Insbesondere dann, wenn das Verhältnis zwischen dem gasbildenden Agens mit der höheren Verbrennungstemperatur und dem gasbildenden Agens mit der niedrigeren Verbrennungstemperatur, die in die gleiche Verbrennungskammer eingeführt werden, variiert wird, ändert sich das Volumen der gesamten Verbrennungskammer nicht und daher treten keine überflüssigen Zwischenräume und dgl. in der Verbrennungskammer auf. Die gasbildenden Agentien, welche in die gleiche Verbrennungskammer eingeführt werden können, werden in den nachfolgenden Ausführungsformen näher beschrieben.
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass die Zündeinrichtung nur einen elektrischen Zünder umfasst, der durch einen Betriebsstrom aktiviert wird, und das gasbildende Agens mit der höheren Verbrennungstemperatur unter den mindestens zwei Typen von gasbildenden Agentien kann so gewählt werden, dass es durch Aktivierung des elektrischen Zünders direkt entzündet wird.
Anstatt gasbildende Agentien mit unterschiedlichen Verbrennungstemperaturen in die gleiche Verbrennungskammer in einem gleichmäßig durchmischten Zustand einzuführen, kann die Einführungsmenge mindestens eines der Typen von gasbildenden Agentien innerhalb der Verbrennungskammer ungleichmäßig verteilt sein. Wenn die Einführungsmenge eines der gasbildenden Agentien ungleichmäßig verteilt ist, ist das gasbildende Agens mit der höheren Verbrennungstemperatur unter den zwei oder mehr Typen von gasbildenden Agentien vorzugsweise so angeordnet, dass es durch die Zündeinrichtung (einen elektrischen Zünder oder dgl.) direkt entzündet werden kann. In den meisten Fällen bedeutet der Ausdruck „so angeordnet, dass es durch die Zündeinrichtung (einen elektrischen Zünder oder dgl.) direkt entzündet werden kann“, dass es in der Nähe der Zündeinrichtung angeordnet ist, wenn jedoch die Flamme und dgl. der Zündeinrichtung mittels eines Elements (beispielsweise eines Rohres oder dgl.) oder aufgrund des Aufbaus des Gasgenerators zu einer anderen Stelle gelenkt werden, zeigt dieser Ausdruck die Position an, zu der die Flamme und dgl. der Zündeinrichtung durch das Element geleitet werden. Insbesondere bedeutet der Ausdruck „in der Nähe der Zündeinrichtung“, dass das gasbildende Agens mit der höheren Verbrennungstemperatur mit der Zündeinrichtung in Kontakt steht oder, falls es nicht damit in Kontakt steht, mindestens innerhalb eines Bereiches vorliegt, in dem es durch die Zündeinrichtung vor dem gasbildenden Agens mit der niedrigeren Verbrennungstemperatur entzündet werden kann.
Durch Positionieren des gasbildenden Agens mit der höheren Verbrennungstemperatur, das direkt durch die Zündeinrichtung (beispielsweise einen elektrischen Zünder oder dgl.) auf diese Weise entzündet werden kann, kann das gasbildende Agens schnell und zuverlässig entzündet und verbrannt werden und auf diese Weise können alle gasbildenden Agentien schnell und zuverlässig entzündet und verbrannt werden. Als Folge davon kann die Betriebszuverlässigkeit des Gasgenerators verbessert werden. Das heißt mit anderen Worten, da das gasbildende Agens mit der höheren Verbrennungstemperatur in der Regel eine gute Entzündbarkeit aufweist, kann das gasbildende Agens mit der höheren Verbrennungstemperatur durch die Zündeinrichtung allein direkt entzündet und verbrannt werden. Deshalb ist dann, wenn die gasbildenden Agentien mit unterschiedlichen Verbrennungstemperaturen verwendet werden, das gasbildende Agens mit der höheren Verbrennungstemperatur näher bei dem Zünder (beispielsweise im Kontakt damit oder in einem die Entzündung ermöglichenden Abstand) angeordnet, sodass das gasbildende Agens mit der höheren Verbrennungstemperatur schnell und zuverlässig entzündet und verbrannt werden kann, sodass die Entzündbarkeit und Brennbarkeit des gasbildenden Agens mit der niedrigeren Verbrennungstemperatur durch die resultierende Flamme verbessert werden kann. Wenn die gasbildenden Agentien, welche in die gleiche Verbrennungskammer eingeführt werden, in eine Vielzahl von Schichten entsprechend der Verbrennungstemperatur des gasbildenden Agens unterteilt werden, werden die Zündeinrichtung, das gasbildende Agens mit der höheren Verbrennungstemperatur und das gasbildende Agens mit der niedrigeren Verbrennungstemperatur vorzugsweise in der genannten Reihenfolge angeordnet oder entzündet.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Zündeinrichtung eine Transfer-Zündladung und einen elektrischen Zünder umfassen kann. In diesem Fall wird die Transfer-Zündladung entzündet durch Aktivierung des Zünders und die Transfer-Zündladung erzeugt Entzündungsenegie in Form einer Flamme, eines Gases mit einer hohen Temperatur und dgl. Durch die Entzündungsenegie wird das gasbildende Agens mit der höheren Verbrennungstemperatur entzündet und verbrannt und durch die resultierende Verbrennungsenergie wird das gasbildende Agens mit der niedrigeren Verbrennungstemperatur entzündet und verbrannt. Die Transfer-Zündladung, die in der Zündeinrichtung verwendet wird, verstärkt die Wärmeenergie, die durch Aktivierung des Zünders erzeugt wird. Daher wird das gasbildende Agens wirksam verbrannt und dieses unterscheidet sich von dem gasbildenden Agens mit der höheren Verbrennungstemperatur dadurch, dass es nicht dazu verwendet wird, im Wesentlichen ein Gas zu erzeugen, das zum Aufblasen des Airbags beiträgt. Erfindungsgemäß kann daher die Transfer-Zündladung als ein Objekt angesehen werden, das eine Gasbildungsausbeute von weniger als 1,2 mol/100 g aufweist. Als derartige Transfer-Zündladung wird in der Regel eine solche aus Bor und Kaliumnitrat (Nitre) verwendet. Um die Größe und das Gewicht des Gasgenerators zu verringern, besteht die Zündeinrichtung jedoch vorzugsweise nur aus einem elektrischen Zünder und das gasbildende Agens mit der höheren Verbrennungstemperatur wird vorzugsweise direkt durch den elektrischen Zünder allein entzündet und verbrannt.
Außerdem kann dieser Typ einer konventionellen Transfer-Zündladung klar unterschieden werden von dem gasbildenden Agens mit der höheren Verbrennungstemperatur, das erfindungsgemäß verwendet wird, insofern, als die verwendete Transfer-Zündladung in Form eines Pulvers eingesetzt wird, das sofort verbrennt, wobei nur eine geringe Gasmenge entsteht, und das daher nicht zum Aufblasen des Airbags verwendet werden kann. Darüber hinaus entsteht beim Verbrennen der Transfer-Zündladung hauptsächlich ein thermischer Rückstand und die Transfer-Zündladung kann somit nicht für die Feineinstellung der Leistung (Output) des Gasgenerators verwendet werden.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass mindestens zwei Typen von gasbildenden Agentien, die in der gleichen Verbrennungskammer angeordnet sind, getrennt voneinander je nach Typ in die gleiche Verbrennungskammer eingeführt werden, die durch ein oder mehrere Trennelemente mit einer verbindenden Öffnung unterteilt ist.
Wenn die in die gleiche Verbrennungskammer eingeführten gasbildenden Agentien in eine Vielzahl von Schichten entsprechend der Verbrennungstemperatur des gasbildenden Agens aufgeteilt sind, werden die mindestens zwei Typen von gasbildenden Agentien, die in der gleichen Verbrennungskammer angeordnet sind, vorzugsweise getrennt voneinander je nach Typ in die gleiche Verbrennungskammer eingeführt, die durch ein oder mehrere Trennelemente, die eine verbindende Öffnung aufweisen, unterteilt ist. Durch Unterteilen einer einzigen Verbrennungskammer unter Verwendung der Teilungseinrichtung können die gasbildenden Agentien leicht eingeführt werden und ein Vermischen der gasbildenden Agentien, das durch eine Vibration hervorgerufen wird, wenn der Gasgenerator in ein Fahrzeug eingebaut wird, kann verhindert werden. Das heißt mit anderen Worten, wenn ein Unterteilungselement verwendet wird, kann das gasbildende Agens mit der niedrigeren Verbrennungstemperatur an einem gewünschten Ort (beispielsweise in der Nähe der Zündeinrichtung oder dgl.) sicher festgehalten werden.
Wenn eine oder alle der Verbrennungskammern unter Verwendung einer Unterteilungsplatte (Trennwand) unterteilt sind, kann die Unterteilung erfolgen durch Verwendung eines geeigneten Abschirmungs- bzw. Pufferelements, das so gebildet wird, dass es die getrennten Räume miteinander verbindet, indem es verdrängt, verschoben, zerbrochen, beseitigt oder einer ähnlichen Wirkung ausgesetzt wird, die durch ein Verbrennen des gasbildenden Agens hervorgerufen wird, anstatt dass eine Trennplatte (Trennwand) verwendet wird, die das oben genannte verbindende Loch aufweist. Dieses Abschirmungs- bzw. Pufferelement kann zu einer flachen Platte geformt sein, die der Querschnittsform der Verbrennungskammer, in der es angeordnet ist, entspricht oder es kann eine geeignete dreidimensionale Form haben, die im Innern der Verbrennungskammer angeordnet sein kann, durch Verwendung eines geeigneten Materials, wie z.B. eines Harzmaterials. Es braucht nicht erwähnt zu werden, dass das Abschirmungs- bzw. Pufferelement ebenfalls mit einer verbindenden Öffnung (Loch) ausgestattet sein kann, um die getrennten Räume miteinander zu verbinden. Außerdem kann anstelle einer verbindenden Öffnung (Loch) das Unterteilungselement oder das Abschirmungs- bzw. Pufferelement in einer Dimension geformt sein, welche die Bildung eines Zwischenraums zwischen dem Element, das die Verbrennungskammer unterteilt, ermöglicht und wobei dieser Zwischenraum (beispielsweise ein Zwischenraum zwischen der inneren Umfangswand der Verbrennungskammer und dem Randabschnitt des Unterteilungselements) anstelle der verbindenden Öffnung (Loch) verwendet werden kann.
Das Unterteilungselement ist vorzugsweise so angeordnet, dass es den Innenraum der Verbrennungskammer, in dem das Unterteilungselement angeordnet ist, entsprechend der Menge jedes gasbildenden Agens, das in die Verbrennungskammer eingeführt wird, unterteilt. Das heißt mit anderen Worten, es ist wünschenswert, dass das gasbildende Agens mit der höheren Verbrennungstemperatur und das gasbildende Agens mit der niedrigeren Verbrennungstemperatur entsprechend ihrer jeweiligen Entzündbarkeit, ihrer jeweiligen Verwendungsmengen, ihres jeweiligen Verwendungsmengenanteils und dgl. je nach Wunsch eingestellt werden können. Wenn es zu diesem Zeitpunkt möglich ist, das Volumen des Raums einzustellen, in den jedes gasbildende Agens eingeführt werden soll, können die gasbildenden Agentien in geeigneter Weise eingeführt werden unter gleichzeitiger Verhinderung einer Vermischung derselben und einer Beschädigung der gasbildenden Agentien, die durch die Vibration hervorgerufen wird, wenn der Gasgenerator in das Fahrzeug eingebaut wird. Das Unterteilungselement kann im Innern der Verbrennungskammer fixiert werden, indem es beispielsweise unter Druck so eingesetzt wird, dass der Innenraum der Verbrennungskammer frei unterteilt werden kann entsprechend der Zuführungsmenge jedes gasbildenden Agens.
In dem Unterteilungselement ist eine verbindende Öffnung (Loch) vorgesehen, um die abgeteilten Räume miteinander zu verbinden. Die verbindende Öffnung (Loch) kann so geformt sein, dass sie die Verbrennungsleistung des gasbildenden Agens nicht beeinflusst, oder die Öffnungsfläche der verbindenden Öffnung (Loches) (beispielsweise die gesamte Öffnungsfläche, wenn eine Vielzahl von verbindenden Öffnungen vorgesehen ist) kann mit der Oberflächengröße des gasbildenden Agens kombiniert werden, sodass durch Einstellung der Verbrennungsleistung des gasbildenden Agens, das in dem Raum auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Unterteilungselements angeordnet ist (beispielsweise auf der Seite, die von den Gasauslassöffnungen am weitesten entfernt ist), der innere Verbrennungsdruck in dem Raum eingestellt wird. Außerdem kann die verbindende Öffnung (Loch) durch ein Aluminiumband oder dgl. mit einer Dicke von etwa 50 bis 100 µm (d.h. mit einer Gesamtdicke von Klebstoffschicht und Basisteil) verschlossen werden, das durch den Druck zerreißt, der während des Verbrennens erzeugt wird, oder sie kann durch ein Siliciumpolster oder dgl., das durch die während der Verbrennung erzeugte Wärme verbrannt wird, abgedeckt sein.
Vorzugsweise ist erfindungsgemäß mindestens eine Verbrennungskammer im Innern des Gehäuses entsprechend der Zündeinrichtung zum Entzünden und Verbrennen des in diese eingeführten gasbildenden Agens unterteilt, und mindestens ein Typ eines gasbildenden Agens, das in eine der mindestens einen Verbrennungskammer eingeführt wird, wird durch die Zündeinrichtung entzündet und verbrannt.
Obgleich die einzelne Verbrennungskammer durch das Unterteilungselement wie vorstehend beschrieben unterteilt ist, ist in dem Unterteilungselement eine verbindende Öffnung (Loch) vorhanden und dadurch können die Räume, in denen die verschiedenen gasbildenden Agentien vorliegen, miteinander verbunden werden. Außerdem wird die Verbrennung der gasbildenden Agentien initiiert durch die Aktivierung eines einzelnen Zünders und somit sind die durch das Unterteilungselement voneinander getrennten Räume keine einzelnen Verbrennungskammern, sondern bilden gemeinsam eine einzige Verbrennungskammer. Daher ist erfindungsgemäß die mindestens eine „Verbrennungskammer“, die in dem Gehäuse angeordnet ist, erfindungsgemäß unterteilt entsprechend der Zündeinrichtung zum Entzünden und Verbrennen der eingeführten gasbildenden Agentien, und das mindestens eine gasbildende Agens, das in die mindestens eine Verbrennungskammer eingeführt worden ist, wird nacheinander durch eine der Zündeinrichtungen entzündet und verbrannt. Selbst wenn das Unterteilungselement in der Verbrennungskammer vorgesehen ist, sodass die Räume, welche die verschiedenen gasbildenden Agentien aufnehmen, dadurch voneinander getrennt sind, werden die gasbildenden Agentien angesehen als gemeinsam angeordnet in einer einzigen Verbrennungskammer, so lange sie nacheinander verbrannt werden durch die Aktivierung eines einzigen Zünders. Dies gilt nicht nur für einen Gasgenerator vom Einzel-Typ, sondern auch für einen Gasgenerator vom dualen Typ, in dem zwei Gruppen aus einer Verbrennungskammer und einem entsprechenden Zünder vorgesehen sind, und für einen Gasgenerator vom Multi-Typ, in dem drei oder mehr derartige Gruppen vorgesehen sind.
Insbesondere dann, wenn der Gasgenerator ein solcher vom dualen oder Multi-Typ ist, können die zwei oder mehr Typen von gasbildenden Agentien, die unterschiedliche Verbrennungstemperaturen aufweisen, gemeinsam (z.B. miteinander vermischt) in allen Verbrennungskammern angeordnet sein, die in dem Gasgenerator vorgesehen sind, oder sie können gemeinsam (beispielsweise vermischt) in nur einer der Verbrennungskammern angeordnet sein.
Um sicherzustellen, dass in dem erfindungsgemäßen Gasgenerator das gasbildende Agens als Ganzes ausreichend entzündbar ist bei gleichzeitiger Herabsetzung seiner Verbrennungstemperatur auf einen niedrigen Wert, liegt die Verbrennungstemperatur des gasbildenden Agens mit der höchsten Verbrennungstemperatur unter den mindestens zwei Typen von gasbildenden Agentien mit unterschiedlichen Verbrennungstemperaturen zwischen 1700 und 3000 °C und die Verbrennungstemperatur des gasbildenden Agens mit der niedrigsten Verbrennungstemperatur liegt zwischen 1000 und 1700 °C. Das gasbildende Agens mit der höchsten Verbrennungstemperatur unter den zwei oder mehr Typen von gasbildenden Agentien, die in die gleiche Verbrennungskammer eingeführt werden, erzeugt jedoch vorzugsweise Gas in einer Menge von nicht weniger als 1,2 mol/100 g.
Wenn das gasbildende Agens mit der höheren Verbrennungstemperatur und das gasbildende Agens mit der niedrigeren Verbrennungstemperatur in einer einzigen Verbrennungskammer angeordnet sind und durch das Trennelement voneinander getrennt sind, wird das gasbildende Agens mit der niedrigeren Verbrennungstemperatur vorzugsweise auf eine größere Beschickungsmenge eingestellt. Dadurch wird die Temperatur des von dem gasbildenden Agens erzeugten Gases als Ganzes vermindert, wodurch Verringerungen der Menge an Kühlmittel und des Gewichtes und der Größe des Gasgenerators möglich sind. Obgleich die gasbildenden Agentien, welche in die gleiche Verbrennungskammer eingeführt werden, unterschiedliche Verbrennungstemperaturen aufweisen, sind sie beide gasbildende Agentien und somit kann das durch das gasbildende Agens, das durch den elektrischen Zünder direkt entzündet und verbrannt worden ist, erzeugte Gas auch zum Aufblasen des Airbags verwendet werden. Als Folge davon kann die Zuführungsmenge des gasbildenden Agens zum Aufblasen des Airbags vermindert werden.
Wenn in dem erfindungsgemäßen Gasgenerator ein gasbildendes Agens, das beim Verbrennen Ammoniak bildet, als gasbildendes Agens mit der höheren Verbrennungstemperatur verwendet wird und ein gasbildendes Agens, das beim Verbrennen NO_x bildet, als gasbildendes Agens mit der niedrigeren Verbrennungstemperatur verwendet wird, können die jeweiligen Gase durch eine Reaktion zwischen dem erzeugten NO_x und dem erzeugten Ammoniak in Stickstoffgas umgewandelt werden. Als Folge davon kann die Menge des NO_x-Austrags zuverlässig vermindert werden und die Menge des Ammoniak-Austrags kann ebenfalls vermindert werden.
In dem erfindungsgemäßen Gasgenerator, wie er vorstehend beschrieben worden ist, kann die Verbrennungstemperatur des gasbildenden Agens in dem gesamten Gasgenerator herabgesetzt werden und dadurch kann der Kühlmittelfilter vereinfacht werden, sodass eine Verminderung der Größe des Gasgenerators möglich ist. Da die Verbrennungstemperatur des gasbildenden Agens außerdem auf einen niedrigen Wert herabgesetzt wird, können die Gaskomponenten, wie z.B. NO_x, die während der Verbrennung des gasbildenden Agens erzeugt werden, verringert werden. In dem erfindungsgemäßen Gasgenerator kann die Entzündbarkeit und Brennbarkeit des gasbildenden Agens auch dann gewährleistet werden, wenn die Verbrennungstemperatur des gasbildenden Agens auf diese Weise herabgesetzt wird, oder mit anderen Worten, selbst wenn ein gasbildendes Agens, das in der Regel eine schlechte Entzündbarkeit aufweist, eingesetzt wird, kann somit die Betriebszuverlässigkeit des Gasgenerators sichergestellt werden. Das heißt kurz zusammengefasst, dass erfindungsgemäß konventionelle, zueinander entgegengesetzte technologische Probleme in Bezug auf die Entzündbarkeit und die Brennbarkeit eines gasbildenden Agens gelöst werden können.
Außerdem kann in dem erfindungsgemäßen Gasgenerator durch Einstellung der Gesamt-Zuführungsmenge der gasbildenden Agentien mit unterschiedlichen Verbrennungstemperaturen, die in die gleiche Verbrennungskammer eingeführt werden, oder der Zuführungsmengenanteile derselben die Leistung (das Ouput) des Gasgenerators leicht eingestellt werden.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung wird durch die nachstehende detaillierte Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung, die lediglich der Erläuterung der Erfindung dient und die Erfindung keineswegs beschränkt, besser verständlich, wobei

1 eine axiale Schnittansicht eines Gasgenerators für einen Airbag darstellt.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. 1 stellt eine axiale Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Gasgenerators für einen Airbag dar. Es sei darauf hingewiesen, dass in der nachfolgenden Beschreibung die Beziehung zwischen den Längenangaben „oberer“ und „unterer“ bezogen ist auf die 1. Darüber hinaus bezeichnet die axiale Richtung die axiale Richtung des Gehäuses und die radiale Richtung bezeichnet die radiale Richtung des Gehäuses.
Ein äußerer Hüllenbehälter des Gasgenerators 10 weist ein Gehäuse 11 auf, das gebildet wird durch Vereinigen einer Diffusor-Hülle 12 mit einer Verschluss-Hülle 13, die zusammen mit der Diffusor-Hülle 12 einen inneren Speicher- bzw. Lagerraum begrenzt. Die Diffusor-Hülle 12 und die Verschluss-Hülle 13 sind an einem Verschweißungsabschnitt 14 miteinander verschweißt. Die schwarz schraffierten Teile der 1 zeigen weitere Verschweißungsabschnitte an.
Entlang der Umfangsrichtung der Diffusor-Hülle 12 sind Gasauslass-Öffnungen 17, 18 in der erforderlichen Anzahl vorgesehen und diese Gasauslass-Öffnungen 17, 18 sind durch einen Aluminium-Versiegelungsstreifen 75 verschlossen. Die Gasauslass-Öffnung 17 und die Gasauslass-Öffnung 18, die entlang der Umfangsrichtung hintereinander angeordnet sind, können den gleichen oder unterschiedliche Durchmesser haben.
Ein innerer Zylinder 15, der eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt hat, ist innerhalb des Gehäuses 11 angeordnet. Der obere Umfangsrand des inneren Zylinders 15 steht mit einer Abdeckoberfläche 12a der Diffusor-Hülle 12 in Verbindung und der untere Umfangsrand desselben steht mit einer Basisoberfläche 13a der Verschlusshülle 13 in Verbindung. Als Folge davon entsteht im Innern des Gehäuses ein Raum, der gegenüber der äußeren Umgebung isoliert ist. Auf der Außenseite des inneren Zylinders 15 ist ein Raum (d.h. ein Teil einer ersten Verbrennungskammer) für die Aufnahme eines ersten gasbildenden Agens 20b, wie nachstehend beschrieben, vorgesehen. Eine einzelne Ringmanschettenabdichtung 33, an der ein erster Zünder 31 und ein zweiter Zünder 32 fixiert sind, ist in der Unterseitenöffnung des inneren Zylinders 15 vorgesehen, wodurch das Innere des inneren Zylinders 15 abgeschlossen wird. Es sei darauf hingewiesen, dass in den Fällen, in denen ein Airbag-Modul, das den Gasgenerator 10 enthält, in einem Fahrzeug installiert wird, der ersten Zünder 31 und der zweite Zünder 32 mit einer Einrichtung (und einer Energiequelle) zur Steuerung der Arbeitsgänge des Gasgenerators über ein Verbindungselement, Leitungsdrähte und dgl. verbunden sind.
In dem inneren Zylinder 15 ist eine Trennwand 40 vorgesehen, um den Raum im Innern des inneren Zylinders 15 in obere und untere Abschnitte zu unterteilen. Die Trennwand 40 weist eine flache kreisförmige Gestalt auf, die einen Ummantelungsabschnitt 41 umfasst, der den Umfang des zweiten Zünders 32 umgibt, und sie weist ein zweites durchgehendes Loch 52 auf, das in einem Teil vorgesehen ist, der von dem Ummantelungsabschnitt umgeben ist. Die Trennwand wird von unten her fest in einen Einkerbungsabschnitt 16 des inneren Zylinders 15 eingesetzt. Da die Trennwand 40 in dem Einkerbungsabschnitt 16 des inneren Zylinders 15 wie vorstehend beschrieben festgehalten wird, wird dadurch verhindert, dass sie sich durch den erzeugten Druck nach oben bewegt, selbst wenn der erste Zünder 31 aktiviert wird. Da der Innendurchmesser des Ummantelungsabschnitts 41 darüber hinaus so eingestellt ist, dass er im Wesentlichen identisch mit dem Außendurchmesser dess Zündabschnitts des Zünders 32 ist, sodass der Ummantelungsabschnitt 41 den Zündabschnitt auf luftdichte Weise umgibt, bewegt sich die durch die Aktivierung des zweiten Zünders 32 erzeugte Flamme nur in Richtung des zweiten durchgehenden Loches 52 nach vorne.
Der erste Zünder 31 und ein erstes gasbildendes Agens 20a, das in einen Aluminiumbecher 35 eingeführt wird, sind in einem Raum außerhalb des Ummantelungsabschnitts 41 (d.h. in dem Raum, der durch den Ummantelungsabschnitt 41 von dem Raum getrennt ist, in dem der zweite Zünder 32 vorliegt) in dem unteren Raum innerhalb des inneren Zylinders 15 angeordnet, der durch die Trennwand 40 unterteilt wird (d.h. in dem Raum, der durch die Ringmanschettendichtung 33 verschlossen ist). Somit werden in dem erfindungsgemäßen Gasgenerator bei dieser Ausführungsform das erste gasbildende Agens 20a, das in dem gleichen Raum wie der erste Zünder 31 angeordnet ist, und das erste gasbildende Agens 20b, das in dem getrennten Raum auf der Außenseite des inneren Zylinders 15 in radialer Richtung angeordnet ist, als erste gasbildende Agentien verwendet.
Die beiden ersten gasbildenden Agentien 20a, 20b weisen unterschiedliche Verbrennungstemperaturen auf. Das erste gasbildende Agens 20a, das in dem gleichen Raum wie der erste Zünder 31 angeordnet ist, weist eine höhere Verbrennungstemperatur auf, und das erste gasbildende Agens 20b, das in dem abgetrennten Raum außerhalb des inneren Zylinders 15 in radialer Richtung angeordnet ist, weist eine niedrigere Verbrennungstemperatur auf. Außerdem ist das erste gasbildende Agens 20a, das eine höhere Verbrennungstemperatur aufweist, nicht perforiert und seine Dimensionen (beispielsweise sein Durchmesser, seine Länge) pro Teilchen sind kleiner als diejenigen des ersten gasbildenden Agens 20b mit einer niedrigeren Verbrennungstemperatur, während das erste gasbildende Agens 20b mit einer niedrigeren Verbrennungstemperatur eine zylindrische Form mit einer einzigen Perforierung aufweist. Es sei darauf hingewiesen, dass jedoch keine spezielle Beschränkung in Bezug auf die Form des ersten und zweiten gasbildenden Agens besteht, die in dem Gasgenerator verwendet werden können, und dass auch eine säulenförmige Form mit einem durchgehenden Loch oder eine hohle Form (die z.B. eine Ausnehmung aufweist) und dgl. verwendet werden können. Das gasbildende Agens, das eine höhere Verbrennungstemperatur aufweist, kann aber auch die gleiche Form wie das gasbildende Agens, das eine niedrigere Verbrennungstemperatur aufweist, haben.
Der Raum außerhalb des inneren Zylinders 15 in radialer Richtung, in dem das erste gasbildende Agens 20b mit einer niedrigeren Verbrennungstemperatur angeordnet ist, und der Raum, in dem das erste gasbildende Agens 20a mit einer höheren Verbrennungstemperatur angeordnet ist, in dem sich der erste Zünder 31 befindet, stehen durch ein erstes durchgehendes Loch 51 miteinander in Verbindung. Da die gasbildenden Agentien 20a und 20b in diesen beiden Räumen durch eine Aktivierung des ersten Zünders 31 nacheinander entzündet und verbrannt werden, dienen die beiden kombinierten Räume als eine einzige Verbrennungskammer (d.h. eine erste Verbrennungskammer 20). Die ersten gasbildenden Agentien 20a und 20b, die unterschiedliche Verbrennungstemperaturen aufweisen, werden somit in die gleiche Verbrennungskammer (d.h. in die erste Verbrennungskammer 20) eingeführt.
Durch Anordnen der Trennwand 40, die den Ummantelungsabschnitt 41 in dem inneren Zylinder 15 aufweist, wird eine zweite Verbrennungskammer 25 von den beiden Zündern abgetrennt und der erste Zünder 31 ist von dem zweiten Zünder 32 getrennt. Als Folge davon strömt die Entzündungsenergie (z.B. eine Flamme, ein Verbrennungsgas und dgl.), die durch die Aktivierung des ersten Zünders 31 erzeugt wird, ausschließlich in die erste Verbrennungskammer, sie wird daran gehindert, in die Kammer mit der zweiten Zündeinrichtung einzudringen und sie strömt durch das zweite durchgehende Loch 52 in die zweite Verbrennungskammer 25.
Das gasbildende Agens 20a, das in einen Aluminiumbecher 35 eingeführt worden ist, ist direkt oberhalb des ersten Zünders 31 angeordnet und das erste durchgehende Loch 51, das in dem unteren Abschnitt einer Seitenwand des inneren Zylinders 15 vorgesehen ist, ist im Wesentlichen direkt dem Zentrum des Aluminiumbechers 35 gegenüberliegend angeordnet. Diese Position liegt nicht direkt gegenüber der Vorwärtsbewegung der Flamme, die durch die Aktivierung des ersten Zünders 31 erzeugt worden ist. Es sei darauf hingewiesen, dass ein Versiegelungsstreifen 60 aus Aluminium oder rostfreiem Stahl von der Innenseite her an dem ersten durchgehenden Loch 51 haftet.
Durch Anordnen des ersten durchgehenden Loches 51 und des Aluminiumbechers 35, der das gasbildende Agens 20a enthält, direkt einander gegenüberliegend wird auf diese Weise bewirkt, dass das gesamte gasbildende Agens 20a im Wesentlichen gleichmäßig verbrannt wird durch eine Aktivierung des ersten Zünders 31.
Außerdem ist das erste durchgehende Loch 51 in dem unteren Abschnitt des inneren Zylinders 15 vorgesehen und eine Abschirmungsplatte 66 ist in einer Position vorgesehen, die direkt dem ersten durchgehenden Loch 51 gegenüberliegt, in dem Hohlraum, in dem das erste gasbildende Agens 20b enthalten ist, und im Innern eines zylindrischen Filters 65, der der Umfangswandoberfläche des Gehäuses gegenüberliegend angeordnet ist. Die Abschirmungsplatte 66 dieser Ausführungsform weist einen rohrförmigen Abschnitt 92 und einen äußeren Flanschartigen kreisförmigen Abschnitt 93 auf, der mit einer Seite (d.h. der unteren Seite in der 1) des rohrförmigen Abschnitts 92 eine Einheit bildet und aus dieser vorsteht. Die Abschirmungsplatte 66 ist so geformt, dass der kreisförmige Abschnitt 93 mit der Basisoberfläche 13a in Kontakt steht und der rohrförmige Abschnitt 92 einen vorgegebenen Bereich des unteren Abschnitts des zylindrischen Filters 65 (z.B. einen Höhenbereich von etwa 1/2 bis 2/3 der Gesamthöhe des zylindrischen Filters 65) bedeckt.
Durch Anbringen dieser Abschirmungsplatte 66 wird dafür gesorgt, dass das Gas und die Flamme von hoher Temperatur, die durch Verbrennen des ersten gasbildenden Agens 20a erzeugt werden (z.B. die Energie, die durch Verbrennen des gasbildenden Agens 20a erzeugt wird) sich durch das erste durchgehende Loch 51 hindurch ausdehnen und auf die Abschirmungsplatte 66 (insbesondere den rohrförmigen Abschnitt 92) auftreffen, sodass die Vorwärtsbewegungsrichtung der Energie sich von der radialen Richtung ändert in eine axiale Aufwärtsrichtung. Die Energie wird auf diese Weise nach vorne transportiert in Richtung auf den Raum, in dem das erste gasbildende Agens 20b angeordnet ist. Als Folge davon wird die Gesamtentzündbarkeit des ersten gasbildenden Agens 20b verbessert. Es ist daher bevorzugt, dass die axiale Länge der Abschirmungsplatte 66 sich in Aufwärtsrichtung mindestens über das erste durchgehende Loch 51 hinaus erstreckt. Es sei darauf hingewiesen, dass die gleichen Wirkungen und Effekte, wie sie in der 1 erläutert worden sind, erzielt werden können durch Anordnen einer Abschirmungsplatte in der Weise, dass sie die gesamte innere Umfangsoberfläche des Filters 65 bedeckt, und durch Ausbildung einer Vielzahl von Gasaustrittsöffnungen in einem Teil desselben. Darüber hinaus kann auf der Außenseite des Filters 65 eine Abschirmungsplatte 66 (nicht dargestellt) ähnlich der Abschirmungsplatte 66 vorgesehen sein, die den rohrförmigen Abschnitt 92 und einen kreisförmigen Abschnitt umfasst, der mit dem rohrförmigen Abschnitt 92 eine Einheit bildet und sich über eine Seite desselben (d.h. die untere Seite in der 1) erstreckt, um den äußeren Umfang des Filters 65 zu bedecken.
Die Abschirmungsplatte 66 kann relativ zu dem Gehäuse so angeordnet sein, dass der äußere Umfangsrandabschnitt des kreisförmigen Abschnitts 93 mit einem gekrümmten Abschnitt 94 des Gehäuses in Kontakt steht. Das Anordnen des Filters während des Zusammenbaus kann in der Weise erfolgen, dass man die innere Umfangsoberfläche des Filters 65 mit der Unterseite der äußeren Umfangsoberfläche des rohrförmigen Abschnitts 92 in Kontakt bringt. Der rohrförmige Abschnitt 92 wird so geformt und angeordnet, dass er einen ringförmigen Spalte 71 zwischen dem rohrförmigen Abschnitt 92 und der inneren Umfangsoberfläche des Filters 65 gewährleistet. Dadurch tritt das Verbrennungsgas (d.h. mit anderen Worten, das Gas zum Aufblasen des Airbags, das durch Verbrennen des gasbildenden Agens erzeugt wird) auch in den Zwischenraum 71 ein, wodurch eine Verbesserung des Filter-Wirkungsgrades und des Kühlungswirkungsgrades ermöglicht werden.
Aufgrund des Aufbaus oder der Konfiguration auf der Seite der ersten Verbrennungskammer 20, die in dem Gehäuse 11 vorgesehen ist, wie vorstehend beschrieben, wird die Gesamtmenge des ersten gasbildenden Agens 20a, das eine höhere Verbrennungstemperatur aufweist, die in den Aluminiumbecher 35 eingeführt worden ist, schnell und gleichmäßig verbrannt, wenn der erste Zünder 31 aktiviert wird. Die resultierende Flamme bricht den Versiegelungsstreifen 60 auf, sodass sie durch das erste durchgehende Loch 51 in dem unteren Abschnitt der Seitenwand des inneren Zylinders 15 in den Raum auf der Außenseite des inneren Zylinders 15 der gleichen ersten Verbrennungskammer strömt, in der das erste gasbildende Agens 20b mit einer niedrigeren Verbrennungstemperatur enthalten ist. Die Flamme wird dann über den gesamten Raum durch die Abschirmungsplatte 66 hindurch so ausgerichtet, dass das erste gasbildende Agens 20b mit einer niedrigeren Verbrennungstemperatur entzündet und verbrannt wird. Das erste gasbildende Agens 20b mit einer niedrigeren Verbrennungstemperatur weist in der Regel zwar eine schlechte Entzündbarkeit auf, da jedoch das erste gasbildende Agens 20a, das eine bessere Entzündbarkeit aufweist, in ausreichendem Umfang und über einen langen Zeitraum hinweg verbrennt, kann auch das erste gasbildende Agens 20b, das eine niedrigere Verbrennungstemperatur aufweist, entzündet und schnell und zuverlässig verbrannt werden. Darüber hinaus wird die Verbrennungswärme, die in der ersten Verbrennungskammer von dem ersten gasbildenden Agens insgesamt erzeugt wird, herabgesetzt entsprechend der verwendeten Menge des ersten gasbildenden Agens 20b, das eine niedrigere Verbrennungstemperatur aufweist.
Der Raum oberhalb der Trennwand 40 im Innern des inneren Zylinders 15 ist als zweite Verbrennungskammer 25 ausgebildet und ein zweites gasbildendes Agens 25a und ein zweites gasbildendes Agens 25b mit unterschiedlichen Verbrennungstemperaturen werden in die zweite Verbrennungskammer 25 eingeführt. Bei dieser Ausführungsform wird das zweite gasbildende Agens 25a mit einer höheren Verbrennungstemperatur auf der Seite der zweiten Verbrennungskammer 25, in der die Trennwand 40 vorgesehen ist (d.h. der unteren Seite) eingeführt und das zweite gasbildende Agens 25b mit einer niedrigeren Verbrennungstemperatur wird oberhalb der Trennwand 40 eingeführt. Die beiden Typen von zweiten gasbildenden Agentien 25a und 25b mit unterschiedlichen Verbrennungstemperaturen werden in die gleiche zweite Verbrennungskammer 25 eingeführt und entsprechend ihrem Typ durch ein Trennelement, d.h. mit anderen Worten, durch eine Trennplatte 96, die ein durchgehendes Loch 95 aufweist, voneinander getrennt. Das Verbindungsloch 95 kann durch einen Versiegelungsstreifen verschlossen sein, in der Zeichnung nicht dargestellt. Die Trennplatte 96 wird unter Druck in den inneren Zylinder 15 von unten her eingesetzt und der Versiegelungsstreifen 60 wird vorzugsweise auf die Trennplatte 96 aufgeklebt nach dem Einsetzen der Trennplatte, sodass der Versiegelungsstreifen während des Einsetzens nicht zerreißt.
Der Raum, der das zweite gasbildende Agens 25a mit einer höheren Verbrennungstemperatur enthält, und der Raum, der das zweite gasbildende Agens 25b mit einer niedrigeren Verbrennungstemperatur enthält, sind durch das Verbindungsloch 95 miteinander verbunden, und da die in diesen Räumen vorhandenen gasbildenden Agentien nacheinander durch Aktivierung des zweiten Zünders 32 entzündet und verbrannt werden, bilden die beiden kombinierten Räume eine einzige Verbrennungskammer (d.h. die zweite Verbrennungskammer 25). Daher werden die zweiten gasbildenden Agentien 25a und 25b mit fluoreszierenden Verbrennungstemperaturen in das Innere der gleichen Verbrennungskammer (d.h. in die zweite Verbrennungskammer 25) eingeführt.
Insbesondere bei dieser Ausführungsform ähnelt das zweite gasbildende Agens dem ersten gasbildenden Agens insofern, als das zweite gasbildende Agens 25a mit einer höheren Verbrennungstemperatur nicht perforiert ist und seine Dimensionen (beispielsweise sein Durchmesser, seine Länge) pro Teilchen kleiner sind als diejenigen des zweiten gasbildenden Agens 25b mit einer niedrigeren Verbrennungstemperatur, wobei das zweite gasbildende Agens 25b mit einer niedrigeren Verbrennungstemperatur eine einfach-perforierte zylindrische Form hat. Die beiden gasbildenden Agentien sind so angeordnet, dass sie durch den Zünder 32 entzündet (oder entflammt) werden in der Reihenfolge, dass zuerst das zweite gasbildende Agens 25a und dann das zweite gasbildende Agens 25b entzündet werden.
Die Unterteilungsplatte 96 wird unter Druck in die zweite Verbrennungskammer 25 so eingeführt, dass ihre Anordnung gegebenenfalls eingestellt werden kann. Die zweiten gasbildenden Agentien 25a, 25b können daher in einem beliebigen Mischungsverhältnis eingeführt werden. Bei dieser Ausführungsform ist die Zuführungsmenge des gasbildenden Agens 25b mit einer niedrigeren Verbrennungstemperatur größer als diejenige des gasbildenden Agens 25a mit einer höheren Verbrennungstemperatur und dadurch wird die Gesamt-Verbrennungstemperatur in der zweite Verbrennungskammer 25 auf einen niedrigeren Wert herabgesetzt.
Da die Anordnung der Unterteilungsplatte 96 in dem gewünschten Umfang eingestellt werden kann, kann auch das Beschickungverhältnis zwischen den zweiten gasbildenden Agentien 25a, 25b mit unterschiedlichen Verbrennungstemperaturen in dem gewünschten Umfang eingestellt werden. Dementsprechend kann die Temperatur des in der zweiten Verbrennungskammer erzeugten Gases in dem gewünschten Umfang eingestellt werden, wodurch die Ausbeute bzw. Leistung (das Output) des Gasgenerators eingestellt werden kann. Durch Erhöhung der Zuführungsmenge des gasbildenden Agens mit einer niedrigeren Verbrennungstemperatur nimmt die Gesamt-Temperatur des in der zweiten Verbrennungskammer erzeugten Gases ab, wodurch eine Verminderung der Menge des Filters 65 möglich ist. Als Folge davon können die Gesamtgröße und das Gesamtgewicht des Gasgenerators herabgesetzt werden.
Außerdem weist das zweite gasbildende Agens 25b eine niedrigere Verbrennungstemperatur als das zweite gasbildende Agens 25a auf und besitzt daher in der Regel eine schlechte Entzündbarkeit. In dem in der 1 dargestellten Gasgenerator wird jedoch das zweite gasbildende Agens 25a mit einer höheren Verbrennungstemperatur zuerst durch den zweiten Zünder 32 entzündet und verbrannt und dadurch wird genügend Entzündungsenergie dem zweiten gasbildenden Agens 25b mit einer niedrigeren Verbrennungstemperatur zugeführt. Als Folge davon wird die Brennbarkeit des zweiten gasbildenden Agens, das im Innern der zweiten Verbrennungskammer 25 enthalten ist, verbessert.
Da Borkaliumnitrat (B/KNO₃), das üblicherweise als Transfer-Zündladung verwendet wird, in Form eines Pulvers eingesetzt wird und sofort verbrennt, ist es schwierig, dem zweiten gasbildenden Agens 25b mit einer niedrigeren Verbrennungstemperatur ausreichend Entzündungsenergie zuzuführen. In dem erfindungsgemäßen Gasgenerator kann jedoch dem zweiten gasbildenden Agens 25b für einen vergleichsweise langen Zeitraum genügend Entzündungsenergie zugeführt werden durch Verbrennen des zweiten gasbildenden Agens 25a mit einer höheren Verbrennungstemperatur, was extrem vorteilhaft ist in Bezug auf die Gewährleistung, dass das zweite gasbildende Agens 25b zuverlässig entzündet und verbrannt wird. Die Verwendung des zweiten gasbildenden Agens 25a ist auch vorteilhaft insofern, als auch Gas zum Aufblasen des Airbags geliefert werden kann.
Es sei darauf hingewiesen, dass bei dieser Ausführungsform die gasbildenden Agentien 25a, 25b durch die Unterteilungsplatte 96 voneinander getrennt werden. Die gasbildenden Agentien 25a, 25b können aber auch in der zweiten Verbrennungskammer gleichmäßig miteinander vermischt und angeordnet werden ohne Verwendung einer Unterteilungsplatte 96 oder die gasbildenden Agentien 25a, 25b können wie in 1 dargestellt lokalisiert sein ohne Verwendung einer Unterteilungsplatte 96. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die Unterteilungsplatte 96, die mit dem Verbindungsloch 95 ausgestattet ist, vorzugsweise dazu verwendet wird, die Verbrennungsausbeute bzw. -leistung der gasbildenden Agentien 25a, 25b einzustellen. Der Grund dafür ist der, dass durch die Einstellung der Gesamt-Öffnungsfläche des Verbindungsloches 95 im Verhältnis zur gesamten Oberflächengröße des gasbildenden Agens 25a die Verbrennungsleistung des gasbildenden Agens 25a eingestellt werden kann. Durch Einstellen der Gesamt-Öffnungsgröße eines Verbindungsloches 80, das die erste Verbrennungskammer 20 mit der zweiten Verbrennungskammer 25 verbindet, im Verhältnis zu der Gesamt-Oberflächengröße des gasbildenden Agens 25b kann die Verbrennungsleistung des gasbildenden Agens 25b eingestellt werden. Es sei darauf hingewiesen, dass dann, wenn das gasbildende Agens je nach seinen Eigenschaften keine Einstellung der Verbrennungsleistung erfordert, es dann natürlich nicht erforderlich ist, die Verbrennungsleistung des gasbildenden Agens unter Verwendung der Verbindungslöcher in der Unterteilungsplatte einzustellen. In diesem Fall können die beiden Typen von gasbildenden Agentien ungleichmäßig verteilt oder miteinander gemischt werden durch Erhöhung der Größe der Verbindungslöcher oder durch Entfernung der Unterteilungsplatte selbst.
Eine zylindrische Rückhalteeinrichtung 55, die einen Boden aufweist, wird in die zweite Verbrennungskammer 25 so eingesetzt, dass ihre Öffnungsabschnitt-Seite nach unten zeigt, und an der zweiten Verbrennungskammer 25 fixiert durch Anpressen derselben an deren Innenwand 25c an einem Seitenwand-Spitzenendabschnitt 55a. Die Rückhalteeinrichtung 55 kann mit einer Vielzahl von Öffnungen (z.B. Düsen) in ihren Innenwandabschnitten versehen sein oder die gesamte Rückhalteeinrichtung 55 kann aus einem porösen Material, beispielsweise einem Drahtgitter, hergestellt sein, sodass praktisch keine Druckverluste auftreten. Die Rückhalteeinrichtung 55 ist so angeordnet, dass sie einen Zwischenraum (Spalt) 57 bildet, der breit genug ist, um einen Gasdurchgang zwischen ihrer Seitenwand und der Innenwand 25c der zweiten Verbrennungskammer 25 zu gewährleisten.
Als Folge davon kommt das gasbildende Agens 25b mit dem Verbindungsloch 80 nicht in Kontakt und das Verbindungsloch 80 wird daher durch das unverbrannte gasbildende Agens 25b in der Nähe des Verbindungsloches 80 nicht blockiert. Wenn das Verbindungsloch 80 durch das zweite gasbildende Agens blockiert würde, würde der Innendruck der zweiten Verbrennungskammer 25 während der Anfangsstufe der Verbrennung übermäßig stark ansteigen, und wenn das zweite gasbildende Agens, welches das Verbindungsloch 80 blockiert, verbrannt würde, würde der Innendruck dramatisch abfallen, wenn das Verbindungsloch 80 geöffnet wird, was zu einer möglichen Abnahme der Verbrennungsstabilität führen würde. In dem Gasgenerator gemäß dieser Ausführungsform ist jedoch das Verbindungsloch 80 durch das unverbrannte gasbildende Agens 25b nicht blockiert und daher kann ein solches Problem eliminiert werden. Zur Bildung eines Zwischenraums zwischen dem gasbildenden Agens 25a und dem in der Unterteilungsplatte 96 vorgesehenen Verbindungsloch 95 kann ein ähnliches Element verwendet werden.
Das Verbindungsloch 80 ist durch einen Versiegelungsstreifen 58 aus rostfreiem Stahl von der Aussenseite her verschlossen. Die Eigenschaften, wie z.B. das Material, die Dicke und der Schließmechanismus oder die Konfiguration dieses Versiegelungsstreifens, werden so gewählt, dass das Verbindungsloch 80 nur dann geöffnet wird, wenn die zweiten gasbildenden Agentien 25a und 25b verbrannt werden, und nicht dann, wenn die ersten gasbildenden Agentien 20a und 20b verbrannt werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass das Beschickungverhältnis zwischen den gasbildenden Agentien 20b, 20a mit unterschiedlichen Verbrennungsraten in der ersten Verbrennungskammer 20 ebenfalls eingestellt werden kann. Um ein Beispiel für einen solchen Aspekt auf der Basis der 1 zu erläutern, wird eine Rückhalteeinrichtung 98 zum Zurückhalten des gasbildenden Agens 20b mit einer niedrigeren Verbrennungstemperatur in der Nähe des Zentrums des Gehäuses beispielsweise in axialer Richtung angeordnet, wodurch das gasbildende Agens 20b mit einer niedrigeren Verbrennungstemperatur und das gasbildende Agens 20a mit einer höheren Verbrennungstemperatur an der Diffusor-Seite 12 bzw. der Verschluss-Seite 13 angeordnet werden. Zu diesem Zeitpunkt ist das erste gasbildende Agens 20a mit einer höheren Verbrennungstemperatur auch in einem Raum 90 der ersten Verbrennungskammer angeordnet, in dem der zweite Zünder untergebracht ist. Durch Ausbildung der Rückhalteeinrichtung 98 in der Weise, dass sie unter Druck eingesetzt werden kann, kann das Beschickungsverhältnis zwischen den beiden ersten gasbildenden Agentien in beliebiger Weise eingestellt werden. Wie in der Beschreibung in Bezug auf die zweite Verbrennungskammer angegeben, wird jedoch die Zuführungsmenge des gasbildenden Agens mit der niedrigeren Verbrennungstemperatur vorzugsweise in der ersten Verbrennungskammer erhöht, sodass das Gewicht des Kühlmittels und die Größe des Gasgenerators herabgesetzt werden können.
Bei einem Gasgenerator vom dualen Typ, bei dem zwei Verbrennungskammern innerhalb eines Gehäuses vorgesehen sind, wie bei dem oben unter Bezugnahme auf die 1 beschriebenen Gasgenerator, kann die Einstellung des Beschickungsverhältnisses zwischen den beiden Typen von gasbildenden Agentien, welche in die gleiche Verbrennungskammer eingeführt werden, entweder in der ersten Verbrennungskammer oder in der zweiten Verbrennungskammer oder in beiden Verbrennungskammern durchgeführt werden.
In dem Gasgenerator gemäß dieser Ausführungsform kann ein gasbildendes Agens mit einer Verbrennungstemperatur von beispielsweise 1700 bis 3000 °C als gasbildende Agentien 20a, 25a mit einer höheren Verbrennungstemperatur verwendet werden, die in der ersten Verbrennungskammer bzw. in der zweiten Verbrennungskammer angeordnet sind. Ein Beispiel für ein solches gasbildendes Agens ist ein gasbildendes Agens, das Nitroguanidin als Brennstoff und Strontiumnitrat als Oxidationsmittel umfasst. Erforderlichenfalls können ein Bindemittel (wie z.B. Natriumcarboxymethylcellulose) und ein Rückstandssammlungsmittel (z.B. saurer Japan-Ton) verwendet werden.
Beispielsweise kann die folgende Zusammensetzung als erste und zweite gasbildende Agentien mit einer höheren Verbrennungstemperatur verwendet werden:

(a) etwa 25 bis 55 Massenprozent oder vorzugsweise 30 bis 40 Massenprozent Nitroguanidin;
(b) etwa 40 bis 65 Massenprozent oder vorzugsweise 45 bis 65 Massenprozent Strontiumnitrat;
(c) etwa 1 bis 20 Massenprozent oder vorzugsweise 3 bis 7 Massenprozent saurer Japan-Ton; und
(d) etwa 3 bis 12 Massenprozent oder vorzugsweise 4 bis 12 Massenprozent Bindemittel.

Die ersten und zweiten gasbildenden Agentien mit einer höheren Verbrennungstemperatur werden zu einem Pellet geformt mit einem äußeren Durchmesser von 0,8 bis 4,0 mm und einer Länge von 0,8 bis 4,0 mm oder sie können zu einer einfach-perforierten zylindrischen Form mit einem Außendurchmesser von 1,2 bis 6,0 mm und einer Länge von 0,8 bis 6,0 mm und mit einem Durchgangsloch mit einem Innendurchmesser von 0,5 bis 2,0 mm geformt werden.

Außerdem kann als erste und zweite gasbildende Agentien mit einer höheren Verbrennungstemperatur ein gasbildendes Agens, wie es in JP-B-3 247 929 beschrieben ist, verwendet werden. Beispiele für ein solches gasbildendes Agens, die innerhalb des Rahmens der Erfindung liegen, sind die in der folgden Tabelle 1 angegebenen gasbildenden Agentien. Tabelle 1: Beispiele für ein erstes und ein zweites gasbildendes Agens mit einer hohen Verbrennungstemperatur

	Gasbildende Zusammensetzung (Zusammensetzungsverhältnis in Gew.-%)	Verbrennungs temperatur (°C)	Gasausbeute (Output) (mol/100g)
Beispiel 1 - 1	Nitroguanidin/KNO₃ (56,3/43,7)	1927	nicht weniger als 1,2
Beispiel 1 -2	Nitroguanidin/Sr(NO₃)₂/CuO (40,3/19,2/40,5)	1818	nicht weniger als 1,2
Beispiel 1 -3	Nitroguanidin/CuO (39,5/60,5)	1770	1,90
Beispiel 1 -4	Nitroguanidin/KNO₃/Al₂O₃ (55,2/42,8/2,0)	1899	nicht weniger als 1,2
Beispiel 1 -5	Zn(5-AT)2/Sr(NO3)2 (44,0/56,0)	2138	nicht weniger als 1,2
Beispiel 1 -6	[Cu(5-AT)_2,1/2H₂O]/Sr(NO₃)₂ (42/58)	2117	nicht weniger als 1,2
Beispiel 1 -7	Triaminoguanidinnitrat/KClO₄ (57,9/42,1)	2638	nicht weniger als 1,2
Beispiel 1 -8	Carbohydrazid/KClO₄/CaO (39/61/10)	2552	nicht weniger als 1,2
Beispiel 1 -9	Celluloseacetat/Triacetin/KClO₄/Nitroguanidin (8/2/55/35)	2561	nicht weniger als 1,2
Beispiel 1 -10	Celluloseacetat/Triacetin/KClO₄/Triaminoguanidinnitrat (8/4/57/31)	2620	nicht weniger als 1,2
Beispiel 1 - 11	Celluloseacetat/Triacetin/KClO₄/5-Aminotetrazol (10/5/65/20)	2655	nicht weniger als 1,2
Beispiel 1 - 12	Nitroguanidin/CuO (38/62)	1719	1,83

Beispielsweise kann ein gasbildendes Agens mit einer Verbrennungstemperatur von 1000 bis 1700 °C als gasbildende Agentien 20b, 25b mit einer niedrigeren Verbrennungstemperatur verwendet werden, die in der ersten Verbrennungskammer bzw. in der zweiten Verbrennungskammer angeordnet sind. Ein Beispiel für ein solches gasbildendes Agens ist ein gasbildendes Agens, das Guanidinnitrat als Brennstoff und ein basisches Kupferoxid als Oxidationsmittel umfasst. Erforderlichenfalls können das oben genannte Bindemittel und das oben genannte Rückstand-Sammlungsmittel oder eine Substanz, die ein Kühlmittel enthält (wie z.B. Aluminiumhydroxid), verwendet werden.
Als erste und zweite gasbildende Agentien mit einer niedrigeren Verbrennungstemperatur kann eine Zusammensetzung verwendet werden, die beispielsweise die folgenden Komponenten (a) bis (c) enthält:

(a) eine organische Verbindung, die als Brennstoff dient, in einer Menge von vorzugsweise 5 bis 60 Massenprozent, besonders bevorzugt von 10 bis 60 Massenprozent und ganz besonders bevorzugt von 10 bis 55 Massenprozent;
(b) eine Sauerstoff enthaltende Oxidationsmittel-Komponente in einer Menge von 10 bis 85 Massenprozent, wobei ein bevorzugter Aspekt der Komponente (b) ist (b-1) ein Oxidationsmittel (mindestens ein Oxidationsmittel, ausgewählt aus einem basischen Metallnitrat, einem Nitrat und Ammoniumnitrat) in einer Menge von vorzugsweise 10 bis 85 Massenprozent, besonders bevorzugt von 20 bis 70 Massenprozent und ganz besonders bevorzugt von 30 bis 60 Massenprozent, und (b-2) ein Oxidationsmittel (mindestens ein Oxidationsmittel, ausgewählt aus einem Perchlorat und einem Chlorat) in einer Menge von vorzugsweise 0,5 bis 20 Massenprozent, besonders bevorzugt von 1 bis 10 Massenprozent und ganz besonders bevorzugt von 1 bis 5 Massenprozent; und
(c) Aluminiumhydroxid in einer Menge von vorzugsweise 0,1 bis 20 Massenprozent, besonders bevorzugt von 3 bis 15 Massenprozent und ganz besonders bevorzugt von 4 bis 10 Massenprozent.

Als gasbildendes Agens können beispielsweise die folgenden Zusammensetzungen verwendet werden.
Zusammensetzungsbeispiel 1

(a) 30 bis 60 Massenprozent Guanidinnitrat
(b) 30 bis 60 Massenprozent eines basischesn Kupfernitrats
(c) 3 bis 10 Massenprozent Aluminiumhydroxid

Zusammensetzungsbeispiel 2

(a) Guanidinnitrat oder Melamin
(b-1) ein basisches Kupfernitrat
(b-2) mindestens ein Perchlorat, ausgewählt aus der Gruppe Natriumperchlorat, Kaliumperchlorat und Ammoniumperchlorat
(c) Aluminiumhydroxid

Zusammensetzungsbeispiel 3

(a) Guanidinnitrat oder Melamin
(b-1) ein basisches Kupfernitrat
(b-2) Natriumperchlorat oder Kaliumperchlorat
(c) Aluminiumhydroxid

Es kann auch eine Zusammensetzung verwendet werden, in der eine oder beide der folgenden Komponenten (d) und (e) mit den oben genannten Komponenten (a) bis (c) vermischt ist (sind):

(d) ein Bindemittel vorzugsweise in einer Menge von nicht mehr als 20 Massenprozent, besonders bevorzugt von 0,5 bis 10 Massenprozent und ganz besonders bevorzugt von 1 bis 7 Massenprozent, und
(e) ein Additiv, ausgewählt aus der Gruppe Metalloxid und Metallcarbonat, in einer Menge von vorzugsweise nicht mehr als 20 Massenprozent, besonders bevorzugt von 1 bis 15 Massenprozent und ganz besonders bevorzugt von 3 bis 10 Massenprozent.

Als gasbildendes Agens können beispielsweise die folgenden Zusammensetzungen verwendet werden.
Zusammensetzungsbeispiel 4

(a) Nitroguanidin
(b) ein basisches Kupfernitrat
(c) Aluminiumhydroxid
(d) Guargummi

Zusammensetzungsbeispiel 5

(a) Melamin
(b) ein basisches Kupfernitrat
(c) Aluminiumhydroxid
(d) Natriumcarboxymethylcellulos oder Guargummi

Zusammensetzungsbeispiel 6

(a) Guanidinnitrat
(b) ein basisches Kupfernitrat
(c) Aluminiumhydroxid
(d) Natriumcarboxymethylcellulose oder Guargummi

Die ersten und zweiten gasbildenden Agentien mit einer niedrigeren Verbrennungstemperatur können zu einem einfach-perforierten zylindrischen Körper mit einer Außendurchmesser von 1,2 bis 6,0 mm und einer Länge von 0,8 bis 6,0 mm geformt werden, der ein durchgehendes Loch mit einem Innendurchmesser von 0,5 bis 2,0 mm aufweist.

Die in der nachstehenden Tabelle 2 angegebenen gasbildenden Agentien können als erste und zweite gasbildende Agentien mit einer niedrigen Verbrennungstemperatur verwendet werden. Tabelle 2 Beispiele für erste und zweite gasbildende Agentien mit einer niedrigen Verbrennungstemperatur

	Gasbildende Zusammensetzung (Zusammensetzungsverhältnis : Gew.-%)	Verbrennungstemperatur (°C)	Gas-Ausbeute (Output) (mol/100 g)
Beispiel 2-1	NQ/BCN/Al(OH)₃ (43,9/41,1/15)	1579	2,74
Beispiel 2-2	GN/BCN (53,4/46,6)	1638	3,01
Beispiel 2-3	GN/BCN/Al(OH)₃ (52,8/42,2/5)	1346	3,04
Beispiel 2-4	GN/BCN/Al(OH)₃ (50,2/39,8/10)	1254	2,99
Beispiel 2-5	GN/BCN/Al(OH)₃ (47,5/37,5/15)	1146	2,94
Beispiel 2-6	Melamin/BCN (20,8/79,2)	1230	2,14
Beispiel 2-7	Melamin/BCN/Al(OH)₃ (20,6/74,4/5)	1085	2,19
Beispiel 2-8	Melamin/BCN/Al(OH)₃ (19,5/70,5/10)	1009	2,17
Beispiel 2-9	Melamin/BCN/Al(OH)₃ (18,5/66,5/15)	891	2,16
Beispiel 2-10	NQ/BCN/Al(OH)₃/Guargummi (37,0/53,0/5/5)	1677	2,64
Beispiel 2-11	NQ/BCN/Al(OH)₃/Guargummi (34,5/50,5/10/5)	1533	2,6
Beispiel 2-12	NQ/BCN/Al(OH)₃/Guargummi (32,0/48,0/15/5)	1390	2,55
Beispiel 2-13	GN/BCN/Guargummi (42,7/52,3/5)	1405	2,86

Tabelle 2 - Fortsetzung

Beispiel 2-14	GN/BCN/Al(OH)₃/Guargummi (40,0/50,0/5/5)	1291	2,80
Beispiel 2-15	GN/BCN/Al(OH)₃/Guargummi (37,3/47,7/10/5)	1178	2,75
Beispiel 2-16	GN/BCN/Al(OH)₃/Guargummi (34,7/45,3/15/5)	1085	2,70
Beispiel 2-17	Melamin/BCN/Al(OH)₃/CMCNa (17,8/74,2/5/3)	1085	2,15
Beispiel 2-18	Melamin/BCN/Al(OH)₃/CMCNa (16,7/70,3/10/3)	1019	2,14
Beispiel 2-19	Melamin/BCN/Al(OH)₃/CMCNa (15,7/66,3/15/3)	904	2,13
Beispiel 2-20	Melamin/BCN/Al(OH)₃/Guargummi (17,5/74,5/5/3)	1085	2,16
Beispiel 2-21	Melamin/BCN/Al(OH)₃/Guargummi (16,4/70,6/10/3)	1008	2,16
Beispiel 2-22	Melamin/BCN/Al(OH)₃/Guargummi (15,4/66,6/15/3)	893	2,14
Beispiel 2-23	GN/BCN (53,4/46,6)	1638	3,01
Beispiel 2-24	GN/BCN/Al(OH)₃/NH₄ClO₄ (50,0/35,0/10/5)	1497	3,07
Beispiel 2-25	GN/BCN/Al(OH)₃/KClO₄ (51,09/33,91/10/5)	1483	3,02
Beispiel 2-26	GN/BCN/Al(OH)₃/NaClO₄ (51,63/33,37/10/5)	1206	3,14
Beispiel 2-27	GN/BCN/Al(OH)₃/NaClO₃ (50,99/34,01/10/5)	1483	3,01
Beispiel 2-28	GN/BCN/Al(OH)₃/KClO₃ (50,46/34,54/10/5)	1462	2,99
Beispiel 2-29	GN/BCN/Al(OH)₃/NH₄ClO\₄/CMCNa (38,4/41,6/10/5/5)	1421	2,85
Beispiel 2-30	GN/BCN/Al(OH)₃/KClO₄/CMCNa (39,48/40,52/10/5/5)	1407	2,78
Beispiel 2-31	GN/BCN/Al(OH)₃/NaClO₄/CMCNa (39,03/43,47/10/2,5/5)	1372	2,77
Beispiel 2-32	GN/BCN/Al(OH)₃/NaClO₄/CMCNa (40,03/39,97/10/5/5)	1441	2,80
Beispiel 2-33	GN/BCN/Al(OH)₃/NaClO₄/CMCNa (41,02/36,48/10/7,5/5)	1505	2,83
Beispiel 2-34	GN/BCN/Al(OH)₃/NaClO₃/CMCNa (38,86/41,14/10/5/5)	1422	2,77

Tabelle 2 - Fortsetzung

Beispiel 2-35	GN/BCN/Al(OH)₃/KClO₃/CMCNa (39,39/40,16/10/5/5)	1392	2,75
Beispiel 2-36	Melamin/BCN (20,8/79,2)	1230	2,14
Beispiel 2-37	Melamin/BCN/Al(OH)₃/KClO₄ /CMCNa (14,96/65,04/10/5/5)	1125	2,20
Beispiel 2-38	Melamin/BCN/Al(OH)₃/NH₄ClO₄ /CMCNa (15,38/64,62/10/5/5)	1114	2,11
Beispiel 2-39	Melamin/BCN/Al(OH)₃/NaC10₄ /CMCNa (15,59/64,41/10/5/5)	1142	2,13
Beispiel 2-40	Melamin/BCN /Al(OH)₃/NaClO₃ /CMCNa (15,34/64,66/10/5/5)	1097	2,10
Beispiel 2-41	Melamin/BCN/Al(OH)₃/KClO₃ /CMCNa (15,14/64,86/10/5/5)	1121	2,11
Beispiel 2-42	BHTNH₃/BCN (28,75/71,25)	1562	2,43
Beispiel 2-43	BHTK/BCN (44,52/55,48)	1616	1,54
Beispiel 2-44	BHTNH₃/BCN/CMCNa (24,9/72,1/3,0)	1512	2,36
Beispiel 2-45	BHTNH₃/BCN/CMCNa (22,33/72,67/5)	1491	2,32
Beispiel 2-46	BHTNH₃/BCN/CMCNa (19,77/73,23/7)	1470	2,28
Beispiel 2-47	BHTNH₃/BCN/CMCNa/Fe₂O₃ (25,38/69,72/2,94/1,96)	1459	2,38
Beispiel 2-48	BHTNH₃/BCN/Cellulosecetat (22,79/74,21/3)	1497	2,28
Beispiel 2-49	Zn(5-AT)₂/BCN (40/60)	1605	2,04
Beispiel 2-50	Zn(5-AT)₂/BCN/CMCNa (35/62/3)	1546	2,03

In der Tabelle 2 steht GN für Guanidinnitrat, NQ steht für Nitroguanidin, BCN steht für ein basisches Kupfernitrat (Cu₂(NO₃)(OH)₃), CMCNa steht für Natriumcarboxylmethylcellulose und BHTH₃ steht für ein Bitetrazolammoniumsalz. Der durchschnittliche Teilchendurchmesser des basischen Kupfernitrats in der Tabelle 2 beträgt 4,7 µm und der durchschnittliche Teilchendurchmesser des Aluminiumhydroxids beträgt 11 µm.
Die ersten und zweiten gasbildenden Agentien mit einer niedrigeren Verbrennungstemperatur enthalten vorzugsweise die folgenden Komponenten (a) bis (c) und außerdem Aluminiumhydroxid, das als Kühlmittel dient, in einer Menge von 0,1 bis 20 Massenprozent, vorzugsweise von 3 bis 15 Massenprozent und besonders bevorzugt von 4 bis 10 Massenprozent:

(a) Guanidinnitrat, das als Brennstoff dient, in einer Menge von 5 bis 60 Massenprozent, vorzugsweise von 10 bis 60 Massenprozent und besonders bevorzugt von 10 bis 55 Massenprozent;
(b) ein basisches Kupfernitrat, das als Oxidationsmittel dient, in einer Menge von 10 bis 85 Massenprozent, vorzugsweise von 20 bis 70 Massenprozent und besonders bevorzugt von 30 bis 60 Massenprozent; und
(c) Natriumcarboxymethylcellulose, das als Bindemittel dient, in einer Menge von nicht mehr als 20 Massenprozent, vorzugsweise von 1 bis 15 Massenprozent und besonders bevorzugt von 3 bis 10 Massenprozent.

Die jeweiligen gasbildenden Agentien können in den folgenden Gebrauchsmengen (und in den folgenden Gebrauchsmengenanteilen entsprechend den Gebrauchsmengen) eingesetzt werden, beispielsweise:

das erste gasbildende Agens mit der höheren Verbrennungstemperatur: 0,5 bis 15 g, vorzugsweise 1 bis 15 g und besonders bevorzugt 1,5 bis 15 g;
das erste gasbildende Agens mit der niedrigeren Verbrennungstemperatur: 3 bis 150 g, vorzugsweise 7 bis 150 g und besonders bevorzugt 12 bis 150 g;
das zweite gasbildende Agens mit der höheren Verbrennungstemperatur: 0,5 bis 15 g, vorzugsweise 1 bis 15 g und besonders bevorzugt 1,5 bis 15 g; und das zweite gasbildende Agens mit der niedrigeren Verbrennungstemperatur: 1 bis 50 g, vorzugsweise 2 bis 50 g und besonders bevorzugt 3 bis 50 g.

In dem Gasgenerator gemäß dieser Ausführungsform, der wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, werden die gasbildenden Agentien 20b, 25b mit einer niedrigeren Verbrennungstemperatur in der ersten Verbrennungskammer bzw. in der zweiten Verbrennungskammer verwendet und daher kann die Temperatur des in jeder Verbrennungskammer erzeugten Gases und auch die Temperatur des Gases, das in dem gesamten Gasgenerator erzeugt wird, dramatisch herabgesetzt werden, verglichen mit dem Fall, bei dem nur gasbildende Agentien mit einer hohen Verbrennungstemperatur verwendet werden. Als Folge davon kann die NO_x-Bildung während der Verbrennung der gasbildenden Agentien herabgesetzt werden und der Filter 65 zum Reinigen und/oder Kühlen des Verbrennungsgases vor dem Austrag aus dem Gasgenerator kann vereinfacht werden.
Das heißt mit anderen Worten, in dem in 1 dargestellten Gasgenerator ist der zylindrische Filter 65 zwischen der ersten Verbrennungskammer 20 und der Umfangswand des Gehäuses 11 (d.h. einer Diffusorhüllen-Umfangswand 12b und einer Verschlusshüllen-Umfangswand 13b) angeordnet, um einen Verbrennungsrückstand aus dem Verbrennungsgas zu entfernen und das Verbrennungsgas zu kühlen, da jedoch die Temperatur des in dem gesamten Gasgenerator erzeugten Gases auf einen niedrigeren Wert herabgesetzt wird, kann der Filter 65 vereinfacht werden, beispielsweise zu einem solchen mit einer größeren Porosität. Es sei darauf hingewiesen, dass der Filter 65 so angeordnet ist, dass zwischen dem Filter 65 und der Umfangswand des Gehäuses 11 ein Zwischenraum 72 entsteht.
Zu Beispielen für den vereinfachten zylindrischen Filter 65 gehören ein Filter, der aus einem dünnen Metalldraht (beispielsweise einem Eisendraht oder dgl.) mit einem Draht-Durchmesser von 0,3 bis 1,2 mm hergestellt ist, der zu einer zylindrischen Form aufgewickelt ist; ein Filter, der durch Aufwickeln eines flach gewobenen dünnen Metalldrahtes zu mehreren Schichten hergestellt, und danach einer Druckverformung unterworfen worden ist, ein Filter, der durch Aufwickeln eines oder einer Kombination von glatt gewebten Drahtgittern, glatt gewebten Dutch-Drahtgittern oder Körper-Dutch-Drahtgittern mit einem Draht-Durchmesser von etwa 0,3 bis 0,8 mm hergestellt worden ist; und ein Filter, der durch Einführen einer Keramikfaser oder einer Metallfaser zwischen diese Drahtgitter hergestellt worden ist.
Die Struktur des zylindrischen Filters muss in geeigneter Weise ausgewählt werden entsprechend dem Typ des verwendeten gasbildenden Agens, der Verwendungsmenge, der Unterschiede in Bezug auf den verwendeten Mengenanteil der gasbildenden Agentien mit unterschiedliche Verbrennungstemperaturen oder, mit anderen Worten, entsprechend dem Verbrennungstemperatur-Bereich, und der Menge an Verbrennungsrückstand, der gebildet wird. Wenn beispielsweise ein gasbildendes Agens mit einer niedrigeren Verbrennungstemperatur (von beispielsweise etwa 1000 bis 1700 °C) verwendet wird, das weniger Verbrennungsrückstand erzeugt, kann ein zylindrischer Filter mit einer Schüttdichte von 1 bis 5 g/cm³ oder vorzugsweise von 2 bis 3 g/cm³ und einer Dicke von 3 bis 10 mm oder vorzugsweise von 3 bis 6 mm verwendet werden.
Die Abschirmungsplatte 66 ist auf der Innenseite des zylindrischen Filters 65 angeordnet und zwischen dem zylindrischen Filter 65 und der rohrförmigen Abschirmungsplatte 66 auf der Innenseite desselben ist der oben genannte Zwischenraum (erster Zwischenraum 71) vorgesehen. Anstelle dieses Zwischenraums 71 kann jedoch ein Teil des zylindrischen Filters 65, der mit der Abschirmungsplatte 66 in Kontakt steht (wobei dieser Teil etwa die gleiche Breite wie der Zwischenraum hat) als eine verdünnte Struktur mit einer großen Porosität geformt werden, die praktisch in einem identischen Zustand wie der Zwischenraum vorliegt. Die verdünnte Struktur bezieht sich auf die verbleibende dichte Struktur mit einer geringen Porosität in der Weise, dass dann, wenn die Schüttdichte der dichten Struktur innerhalb des vorstehend angegebenen Bereiches liegt, die Schüttdichte der verdünnten Struktur auf 0,1 bis 1,0 g/cm³ eingestellt werden kann. Die Breite des Zwischenraums 71 oder des ausgedünnten Strukturabschnittes, der zwischen dem zylindrischen Filter 65 und der Abschirmungsplatte 66 vorliegt, liegt vorzugsweise zwischen 0,5 und 3 mm, besonders bevorzugt zwischen 1 und 2 mm.
Durch Vorsehen der Abschirmungsplatte 66, welche die Innenseite des zylindrischen Filters 65 bedeckt, und außerdem einer Abschirmungsplatte (nicht dargestellt), welche die Außenseite des Filters bedeckt, können die Verbrennungsgas-Filtrations-(beispielsweise die Verbrennungsrückstand-Filtrats)- und Kühleffekte weiter verbessert werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Versiegelungsstreifen 65, der die Gasauslasslöcher 17, 18 verschließt, so eingestellt werden kann, dass er gleichzeitig oder getrennt entsprechend den Aktivierungsbedingungen der Zünder zerreißt (abhängig davon, ob nur einer der Zünder aktiviert wird, beide gleichzeitig aktiviert werden oder die beiden Zünder zu verschiedenen Zeitpunkten aktiviert werden).
Nachstehend wird der Betrieb des Gasgenerators 10 für einen Airbag, der vorliegt, wenn die beiden Zünder mit einer Zeitdifferenz aktiviert werden, unter Bezugnahme auf die 1 näher beschrieben.
Wenn der erste Zünder 31 aktiviert wird, wird das erste gasbildende Agens 20a mit einer höheren Verbrennungstemperatur entzündet und verbrannt, wobei ein Gas entsteht (das die Energie zum Entzünden von nicht verbrannten gasbildenden Agentien aufweist), das den Versiegelungsstreifen 60 zerreißt. Das Gas strömt dann durch das erste Durchgangsloch 51, das in der Umfangswand des inneren Zylinders 15 vorgesehen ist, und wird auf diese Weise in den Zwischenraum außerhalb des inneren Zylinders 15 in der gleichen ersten Verbrennungskammer 20 ausgetragen.
Das durch das erste Durchgangsloch 51 ausgeströmte Gas trifft auf die Abschirmungsplatte 66, die dem ersten Durchgangsloch 51 gegenüberliegend angeordnet ist, sodass die Vorwärtsbewegung des Gases in eine Aufwärtsbewegung geändert wird, und auf diese Weise wird das erste gasbildende Agens 20b, das eine niedrigere Verbrennungstemperatur aufweist, das stromabwärts in Bezug auf die Vorwärtsbewegung vorliegt, entzündet und verbrannt. Das heißt mit anderen Worten, die Abschirmungsplatte 66 verändert die Bewegungsrichtung des Gases von einer radialen Richtung in eine axiale Richtung, sodass das Gas dem gasbildenden Agens zugeführt wird, das sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung vorliegt. Als Folge davon werden die Entzündbarkeit und die Brennbarkeit des gesamten ersten gasbildenden Agens in der ersten Verbrennungskammer 20 verbessert.
Wenn die Abschirmungsplatte 66 nicht vorgesehen wäre, würde das durch das erste Durchgangsloch 51 in radialer Richtung nach außen strömende Gas in ausreichender Menge dem ersten gasbildenden Agens 20b zugeführt, das in der Strömungsrichtung vorliegt, es würde jedoch nicht das erste gasbildende Agens 20b erreichen, das oberhalb des ersten Durchgangsloches 51 vorliegt. Dieses Problem ist insbesondere gravierend, wenn ein gasbildendes Agens mit einer schlechten Entzündbarkeit verwendet wird. Wenn die Abschirmungsplatte 66 zusammen mit dem Filter 65 auf die in Bezug auf diese Ausführungsform beschriebene Weise verwendet wird, können jedoch die Probleme, die im Zusammenhang mit dem Übertragungswirkungsgrad des Gases entstehen, gelöst werden. Wenn die Abschirmungsplatte 66 verwendet wird, trifft das Gas außerdem nur zum Teil auf den zylindrischen Filter 65 auf, wodurch eine Beschädigung des zylindrischen Filters 65 verhindert wird. Daher muss die axiale Position des ersten Durchgangsloches 51 so eingestellt werden, dass diese Wirkungen und Effekte auftreten können.
Es sei darauf hingewiesen, dass das Verbindungsloch 80, das in dem inneren Zylinder 15 zwischen der ersten Verbrennungskammer und der zweiten Verbrennungskammer vorgesehen ist, durch den Versiegelungsstreifen 58 aus rostfreiem Stahl verschlossen ist und dass daher das Verbrennungsgas in der ersten Verbrennungskammer 20 nicht in die zweite Verbrennungskammer 25 strömt. Das gesamte Gas, das in der ersten Verbrennungskammer 20 erzeugt wird, strömt durch den Filter 65, zerreißt den Abdichtungsstreifen 75 und wird durch die Gasauslassöffnungen 17, 18 in den Airbag (nicht dargestellt) ausgetragen.
Das durch die Verbrennung der ersten gasbildenden Agentien 20a, 20b erzeugte Gas tritt durch den Teil, der nicht durch die Abschirmungsplatte 66 bedeckt ist (oder durch Gasauslassöffnungen) in den zylindrischen Filter 65 ein, worauf ein Teil dieses Gases durch den zylindrischen Filter 65 in der axialen Richtung strömt, um den Zwischenraum 72 an der äußeren Umfangsseite des Filters 65 zu erreichen. Der Rest des Verbrennungsgases strömt in den Zwischenraum 71 auf der inneren Umfangsseite des Filters 65, passiert den zylindrischen Filter 65 in radialer Richtung und erreicht somit den Zwischenraum 72 auf der äußeren Umfangsseite des Filters 65. Das Verbrennungsgas zerreißt dann den gesamten Versiegelungsstreifen 75 oder einen Teil desselben und wird auf diese Weise durch alle oder einen Teil der Gasauslassöffnungen 17, 18 ausgetragen, wodurch der Airbag aufgeblasen wird.
Durch Vorsehen des Zwischenraums 71 an der inneren Umfangsseite des Filters 65, der durch die Abschirmungsplatte 66 begrenzt ist, strömt das Gas, das durch den Zwischenraum 71 strömt, dann durch den zylindrischen Filter 65 in axialer Richtung. Als Folge davon wird der gesamte zylindrische Filter 65 ausgenutzt und dadurch wird die Kontaktzeit zwischen dem Gas und dem Filter 65 verlängert, wodurch eine Verbesserung der Verbrennungsgas-Kühlungs- und -Filtereffekte ermöglicht wird.
Der zweite Zünder 32 wird mit einer kurzen Zeitdifferenz gegenüber der Aktivierung des ersten Zünders 31 aktiviert. Die durch die Aktivierung des zweiten Zünders 32 erzeugte Flamme passiert das zweite Durchgangsloch 52 und bewegt sich vorwärts direkt in die zweite Verbrennungskammer. Wenn die Flamme (welche die Energie zur Entzündung des unverbrannten gasbildenden Agens enthält) in die zweite Verbrennungskammer eintritt, wird das zweite gasbildende Agens 25a mit einer höheren Verbrennungstemperatur in der zweiten Verbrennungskammer 25 zuerst entzündet und verbrannt, wonach die resultierende Flamme bewirkt, dass das zweite gasbildende Agens 25b mit einer niedrigeren Verbrennungstemperatur entzündet und verbrannt wird. Wie vorstehend beschrieben, sind dann, wenn die zweiten gasbildenden Agentien verbrannt sind, die Öffnungsfläche des Verbindungsloches 80, das in dem oberen Abschnitt des inneren Zylinders 15 vorgesehen ist (oder, wenn die Rückhalteeinrichtung 55 mit einer Öffnung ausgestattet ist, der Öffnungsabschnitt derselben), und die obere Position, in der das Verbindungsloch 80 vorgesehen ist, eingestellt. Daher zirkuliert die Flamme in vorteilhafter Weise durch die gesamte zweite Verbrennungskammer 25, wodurch die Entzündbarkeit und Brennbarkeit des gasbildenden Agens verbessert werden. Wenn das Verbindungsloch 80 durch den Versiegelungsstreifen 58 geschlossen ist, ist die Anfangsbrennbarkeit des zweiten gasbildenden Agens verbessert.
Das in der zweiten Verbrennungskammer 25 erzeugte Gas wird durch das Verbindungsloch 80, das in dem inneren Zylinder 15 vorgesehen ist, in radialer Richtung ausgestoßen und strömt in die erste Verbrennungskammer 20. Das Gas wird dann durch den zylindrischen Filter 65 auf ähnliche Weise wie vorstehend beschrieben gekühlt und gereinigt und danach durch die Gasauslassöffnungen 17, 18 ausgetragen, um den Airbag weiter aufzublasen.
Beispiel
Erstes Beispiel
Es wurde der in 1 dargestellte Gasgenerator für einen Airbag hergestellt. Die Einzelheiten sind wie folgt:
(1) Verwendete Mengen der gasbildenden Agentien

Erstes gasbildendes Agens mit einer höheren Verbrennungstemperatur: 7 g
Erstes gasbildendes Agens mit einer niedrigeren Verbrennungstemperatur: 90 g
Zweites gasbildendes Agens mit einer höheren Verbrennungstemperatur: 15 g
Zweites gasbildendes Agens mit einer niedrigeren Verbrennungstemperatur: 20 g

(2) Form und Zusammensetzung der gasbildenden Agentien
Erste und zweite gasbildende Agentien mit einer höheren Verbrennungstemperatur
Sie liegen vor in Form eines Pellets mit einem Außendurchmesser von 1,5 mm und einer Länge von 1,5 mm und haben die folgende Zusammensetzung (Verbrennungstemperatur: 2200 °C; erzeugte Gasmenge 2,5 mol/100 g):

34,4 Massenprozent Nitroguanidin;
55,6 Massenprozent Strontiumnitrat und
10,0 Massenprozent Natriumcarboxylmethylcellulose.

Erste und zweite gasbildende Agentien mit einer niedrigeren
Verbrennungstemperatur
Sie liegen vor in Form eines einfach-perforierten Zylinders mit einem Durchgangsloch mit einem Außendurchmesser von 4,5 mm, einem Innendurchmesser von 1,2 mm und einer Länge von 4 mm und haben die folgende Zusammensetzung (Verbrennungstemperatur 1200 °C):

41 Massenprozent Guanidinnitrat;
49 Massenprozent basisches Kupfernitrat; nicht mehr als 5 Massenprozent Natriumcarboxylmethylcellulose und
5 Massenprozent Aluminiumhydroxid.

Es sei darauf hingewiesen, dass bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform und in dem vorstehend beschriebenen Beispiel die Beschreibung auf einem Gasgenerator basiert, in dem zwei Zünder verwendet werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anzahl von Zündern beschränkt und kann auch auf einen Gasgenerator mit einem einzigen Zünder oder dgl. angewendet werden. In einem Gasgenerator, beispielsweise demjenigen, wie er in 1 von JP H10- 95 303 A dargestellt ist, bei dem ein innerer Zylinder im Innern eines Gehäuses so angeordnet ist, dass eine mit einem gasbildenden Agens gefüllte Verbrennungskammer auf der Außenseite des inneren Zylinders gebildet wird, ist ein Zünder an der Unterseite des Zwischenraums im Innern des inneren Zylinders angeordnet und eine Transferzündladung ist an der Oberseite angeordnet, ein gasbildendes Agens, das eine höhe Verbrennungstemperatur aufweist, kann anstelle der Transferzündladung in den inneren Zylinder eingeführt werden und ein gasbildendes Agens mit einer niedrigeren Verbrennungstemperatur kann an der Außenseite des inneren Zylinders in die Verbrennungskammer eingeführt werden.

Claims

Gasgenerator (10) für einen Airbag, der aufweist: ein Gehäuse (11) mit Gasauslassöffnungen (17, 18); eine erste Zündeinrichtung (31) und eine zweite Zündeinrichtung (32) zum Starten des Betriebs des Gasgenerators (10); eine erste Verbrennungskammer (20) und eine zweite Verbrennungskammer (25), die in dem Gehäuse (11) angeordnet sind; ein erstes gasbildendes Agens (20a), ein zweites gasbildendes Agens (20b), ein drittes gasbildendes Agens (25a) und ein viertes gasbildendes Agens (25b), welche ein Gas erzeugen, wenn sie entzündet und verbrannt werden, um den Airbag aufzublasen; wobei das erste gasbildende Agens (20a) eine erste Verbrennungstemperatur aufweist und in der ersten Verbrennungskammer (20) angeordnet ist; das zweite gasbildende Agens (20b) eine zweite Verbrennungstemperatur aufweist, die niedriger ist als die erste Verbrennungstemperatur, und in der ersten Verbrennungskammer (20) angeordnet ist; das dritte gasbildende Agens (25a) eine dritte Verbrennungstemperatur aufweist und in der zweiten Verbrennungskammer (25) angeordnet ist; das vierte gasbildende Agens (25b) eine vierte Verbrennungstemperatur aufweist, die niedriger ist als die dritte Verbrennungstemperatur, und in der zweiten Verbrennungskammer (25) angeordnet ist; die erste Zündeinrichtung (31) zum direkten Entzünden mindestens eines der ersten und zweiten gasbildenden Agentien (20a, 20b) vorgesehen ist; und die zweite Zündeinrichtung (32) zum direkten Entzünden mindestens eines der dritten und vierten gasbildenden Agentien (25a, 25b) vorgesehen ist; ein Unterteilungselement mit einem Verbindungsloch (51), das im Innern der ersten Verbrennungskammer (20) angeordnet ist, um das erste gasbildende Agens (20a) und das zweite gasbildende Agens (20b) im Innern der ersten Verbrennungskammer (20) voneinander zu trennen; dadurch charakterisiert, dass zwischen der zweiten Zündeinrichtung (32) und dem dritten Agens (25a) eine Trennwand (40) mit einem durchgehenden Loch (52) angeordnet ist; das erste gasbildende Agens (20a) eine nicht-perforierte Gestalt hat und das zweite gasbildende Agens (20b) die Gestalt eines einfach-perforierten Zylinders hat; und wobei die erste Verbrennungstemperatur zwischen 1700°C und 3000°C und die zweite Verbrennungstemperatur zwischen 1000°C und 1700°C liegt.
Gasgenerator (10) nach Anspruch 1, wobei das erste gasbildende Agens (20a) in einer Menge enthalten ist, die das Entzünden und Verbrennen des zweiten gasbildenden Agens (20b) durch das Verbrennen des ersten gasbildenden Agens (20a) ermöglicht.
Gasgenerator (10) nach Anspruch 1, wobei das Unterteilungselement den Innenraum der ersten Verbrennungskammer (20) entsprechend der Menge des ersten gasbildenden Agens (20a) und der Menge des zweiten gasbildenden Agens (20b), die in der ersten Verbrennungskammer (20) enthalten sind, unterteilt.
Gasgenerator (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Zündeinrichtung (31) nur einen elektrischen Zünder umfasst, der durch Anlegen eines Betriebsstromes gezündet wird, und wobei das erste gasbildende Agens (20a) durch Aktivierung des elektrischen Zünders direkt entzündet wird.
Gasgenerator (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die dritte Verbrennungstemperatur zwischen 1700°C und 3000°C und die vierte Verbrennungstemperatur zwischen 1000°C und 1700°C liegt.
Gasgenerator (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, der außerdem aufweist: einen inneren Zylinder (15) im Innern des Gehäuses (11), der sich zwischen einer Diffusor-Hülle (12) und einer Verschluss-Hülle (13) des Gehäuses (11) erstreckt, wobei das Unterteilungselement ein Teil des inneren Zylinders (15) ist.