DE2327741B2 - Festes Mittel zur Gaserzeugung - Google Patents

Description

niedrig genug sind, um Schäden für das Luftkissen _{R ; c} „; „ ι s

oder die Fahrzeuginsassen auszuschließen. ^p

Die Reaktion des neuen Treibmittels wird thermisch Ein Gsmisch, enthaltend 55,2 Gewichtsprozent Li-

bei Temperaturen von etwa 316 bis 427° C gezündet thiumazid zusammen mit 44,8 Gewichtsprozent Kup-Der genaue Mechanismus der Reaktion ist noch nicht 5 feroxid.

bekannt; es wird jedoch angenommen, daß die Reak- η · · »t *

tion in zwei Stufen verläuft: B e ι s ρ ι e ι ο

1. Zersetzung des Alkalimetallazids unter Bildung ^Ein Gemisch, enthaltend 67,1 Gewichtsprozent Kavoη Alkalimetall und Stickstoff; liumazid zusammen mit 32,9 Gewichtsprozent Kupfer-

2. Reaktion zwischen dem in der ersten Zersetzungs- ^{10 oxid}· stufe gebildeten Alkalimetall und dem Metalloxid

unter Bildung des entsprechenden Alkalioxids Beispiel 7

und reinem Metall.

Ein Gemisch, enthalteao 64,8 Gewichtsprozent Li-

Diese Reaktionen können wie folgt dargestellt 15 thiumazid zusammen mit 35,2 Gewichtsprozent Eisenwerden: oxid

(1) 2M'N₈ Zersetzung

2M- + 3N, Beispiels

(2) 2xW + Μ/Όχ Zersetzung „ . ,

_XM,'O + 2M" ^{ao Ein} Gemisch, enthaltend 75,3 Gewichtsprozent Ka-

(3) 2xM'N, + M,"O_a Zersetzung liumazid zusammen mit 24,7 Gewichtsprozent Eisen-

JcM₁O₁ + 2xM" + 3jcN, ^oxf,^d (^Fe*°a)· _t . . . _ . . .„

Besonders bevorzugt wird das Gemisch gemäß

Dabei steht M' für das Alkalimetall, M" für das Beispiel 4. Zu- Herstellung des Gemisches wurde von Nicht-Alkalimetalls und χ ist die Wertigkeit von M". as Natriumazid-Granulat ausgegangen und dieses Gra-Beispiele für Alkalimetallazide sind Lithiumazid, Na- nulat zunächst in einer Hammermühle auf Teilchentrtemazid und Kaliumazid. größe unter 50 μηι zerkleinert. Das zerkleinerte Azid

Wichtig ist, daß bei irgendwie geartetem Azid- und nicht behandeltes Kupferoxid in handelsüblicher Überschuß im Gemisch keine vollständige Reaktion Pulverqualität wurden dann in einem Doppelschalenerfolgt und Alkalimetall gebildet wird, was, wie oben 30 V-Mischer im gewünschten Mengenverhältnis zu dargelegt, in hohem Maße unerwünscht ist. Es muß einem heterogenen Gemisch verarbeitet,
deshalb die Menge Metalloxid im Gemisch ausreichen, Dieses Gemisch besaß eine Lebensdauer von etwa

um mit praktisch dem gesamten Alkalimetall des Azids 30 Jahren und überaus hohe Stoßfestigkeit, Temperazu reagieren. Damit das Azid vollständig reagiert, tür- und Feuchtigkeitsbeständigkeit. Das Mittel ist in wird dem Gemisch vorzugsweise ein geringer Über- 35 dieser Hinsicht so beständig, daß es lange Zeit ohne schuß (einige Prozent) über die stöchiometrisch erfor- spürbare nachteilige Veränderung gelagert werden derliche Menge an Metalloxid zugesetzt. Ein Gemisch, kann. Es kann auch mehrere Tage bei Temperaturen welches einen stöchiometrischen Überschuß des Me- bis zu etwa 116°C gelagert werden, und es hält eine talloxids enthält, ist ein solches, in welchem die vor- relative Feuchte bis zu etwa 80% während mindestens handene Menge Metalloxid die theoretische stöchio- 40 30 Tagen aus. Außerdem detoniert die bevorzugte metrische Menge übersteigt. Es muß weiter darauf Zusammensetzung nicht auf Grund statischer Elekhingewiesen werden, daß die Wirksamkeit der Reak- trizität; sie detoniert auch nicht beim Zünden mit tion abnimmt, wenn der Überschuß mehr als nur einige einer Nr.-8-Sprengkapsel über einen Tetryl-Puffersatz, Prozent über dem stöchiometrischen Verhältnis aus- der auf ein Viertel des Treibmittels wirkt. Das Mittel macht, und daß infolgedessen weniger Gas je Gewichts- 45 ist somit außerordentlich beständig und kann nur bei einheit Treibmittel erzeugt wird. Zündungstemperaturen über etwa 316° C gezündet

Nachstehend werden einige Beispiele für erfindungs- werden.

gemäß bevorzugte Treibmittel aufgeführt. Am wichtigsten oder bedeutsamsten ist, daß bei der

_R . -I₁ Reaktion dieses Gemisches reines, ungiftiges Stickstoff-

u e 1 s ρ 1 e 1 1 50 gas sehr schnell und ohne irgendwelche schädlichen

Ein Gemisch, enthaltend 70,9 Gewichtsprozent Na- Nebenprodukte, wie sie bei Zersetzung der bisher

triumazid und 29,1 Gewichtsprozent Eisenoxid (Fe₈O₃). bekannten Azidmittel auftraten, und bei Temperaturen

_tt . · 1 .5 erzeugt wird, die für Menschen nicht schädlich wirken.

Beispiel 2 Beispielsweise ergeben 110g des bevorzugten Gemi-

Ein Gemisch, enthaltend 63,3 Gewichtsprozent Na- 55 sches, die bei einer Temperatur von etwa 425° C ge-

triumazid zusammen mit 36,7 Gewichtsprozent Stanni- zündet wurden, ausreichend reinen Stickstoff, um ein

■ oxid. Luftkissen mit einem Inhalt von 0,0736 m* in weniger

Beispiel 3 ^a'^s 25 Millisekunden voll aufzublasen. 250g des

gleichen Gemisches, gezündet bei gleicher Temperatur

Ein Gemisch, enthaltend 76,5 Gewichtsprozent Na- 60 lieferten genügend Gas, um ein Luftkissen mit einem triumazid zusammen mit 23,5 Gewichtsprozent Titan- Volumen von 0,170 m^s in weniger als 25 Millisekunden dioxid. aufzublasen.

Beispiel 4 Allgemein können Luftkissen beliebiger Form in

der erforderlichen Zeit aufgeblasen werden, wenn eine

Ein Gemisch, enthaltend 62,0 Gewichtsprozent Na- 65 ausreichende Menge Treibmittel eingesetzt wird, wotriumazid zusammen mit 38,0 Gewichtsprozent Kup- bei das Veihältnis zwischen Menge des Treibmittels '—*-^iA und Luftkissenvolumen grob gesehen konstant bleibt.

Claims (3)

Außerdem mußjdie Temperatur des Gases ausreichend Patentansprüche: kühl sein, damit; djeOtnsassen des Fahrzeuges keine i % Verbrennungen erleiden, falls das Kissen oder der

1. Festes Mittel zur Gaserzeugung in Form eines Sack reißt. ^?

Gemisches aus einem Alkalimetallazid und einer 5 Bei Systemen mit einem zündbaren Treibmittel damit reagierenden Metall-Sauerstoff-Verbindung, spielen dessen Beständigkeit und Zuverlässigkeit dadurch gekennzeichnet, daß die Me- gegenüber der Nutzungszeit des Fahrzeuges eine wichtall-Sauerstoff-Verbindung Kupferoxid, Chrom- tige Rolle. Allgemein muß das Treibmittel ausreichend oxid, Bleioxid, Zinkoxid, Titandioxid, Zinn(IV> temperatur- und feuchtigkeitsbeständig und stoßfest oxid oder Eisenoxid ist und in einer bezüglich der io sein, so daß es praktisch nur durch die beabsichtigte Umsetzung mt dem Alkalimetyllazid stöchio- Zündung mittels der verwendeten als Betätigungsmetrischen; Menge oder einem geringen Überschuß _: organe dienenden Fühler ausgelöst werden kann,
darüber vorliegt. -<■*·■■■■ Ein-Treibgas, welches die erforderlichen Eigen-

2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekenn- schäften besitzt, ist Stickstoff. Es wurden bereits zeichnet, daß es aus a) 62 Teilen Natriumazid und 15 Mittel zur Erzeugung von reinem Stickstoff verwendet, b) 38 Teilen Kupferoxid, jeweils bezogen auf das die als einen Reaktionspartner Natriumazid enthalten. Gesamtgemisch, besteht. Bei den bisher bekannten Mitteln dieser Art verbleibt

3. Verwendung des Mittels nach Anspruch 1 jedoch nach der Zersetzung des Azids ein Rest oder 2 zur Herstellung von reinem Stickstoff für Natriummetall, das bei Berührung mit Luft spontan das Auffüllen von Stoßschutz- oder Aufprallschutz- 20 biennl und dadurch eine außerordentlich unerwünschte Luftkissen in plötzlich bremsenden Fahrzeugen. Feuergefahr für Fahrzeuginsassen darstellt. Außerdem

neigen die Natriumrückstände sehr nachteilig dazu, mit Feuchtigkeit unter Entwicklung von Wasserstoff

zu reagieren. Wasserstoff ist aber ebenfalls ein infolge

35 seiner leichten Brennbarkeit in hohem Maße unerwünschtes Nebenprodukt. Um diese Bildung von Wasserstoff zu unterbinden, wurden bereits verschie-

Die Erfindung betrifft ein festes Mittel zur Gas- dene organische Verbindungen verwendet, die in den erzeugung in Form eines Gemisches aus einem Alkali- bekannten azidhaitigen Mitteln mit Natriummetallmetallazid und einer damit reagierenden Metall- 30 rückständen reagieren sollen. Dabei entsteht jedoch Sauerstoff-Verbindung, das sich insbesondere zum stets etwas Kohlenmonoxid als Nebenprodukt, das Aufblasen von Luftkissen in plötzlich gehemmten giftig und deshalb ebenfalls außerordentlich nach-Bewegungssystemen eignet, um die Insassen von teilig ist.

Fahrzeugen beim plötzlichen Halt oder bei unerwar- In anderen bekannten Mitteln ist Natriumazid mit

teter Geschwindigkeitsabnahme zu schützen. 35 einem Alkali- oder Erdalkaliperoxid, -perchlorat oder

Die Verwendimg von Luftkissen für den Insassen- -nitrat kombiniert (US-PS 29 81 616); die Verbrenschutz in plötzlich gebremsten Fahrzeugen ist bekannt, nungsreaktion kann zusätzlich durch bestimmte Das Luftkissen besteht üblicherweise aus einem auf- Metalloxide katalysiert werden. Bei diesen Mitteln blasbaren Sack und verhindert die Sekundärkollision verbleibt zwar kein Natriummetall als Rückstand; zwischen Fahrzeuginsassen und Innenraum des Fahr- 40 sie sind aber nicht ausreichend stoßsicher, um sich Zeugs, die sich aus der Primärkollision zwischen dem als Treibmittel für den Insassenschutz in Fahrzeugen Fahrzeug und einem anderen Objekt ergibt. Man zu eignen und werden als Treibsatz für Raketen verwendet zum Aufblasen beispielsweise einen ge- verwendet.

schlossenen Zylinder mit komprimiertem Gas, der mit Es hat sich nun gezeigt, daß Oxide von Metallen,

dem im Fahrzeuginnern montierten, in nicht aufge- 45 die in der Spannungsreihe der Metalle niedriger stehen blasenem Zustand zusammengefallenen Sack in Ver- als das Alkalimetall, und zwar Kupferoxid, Eisenoxid, bindung steht. Das unter Druck stehende Gas wird Zinn(IV)oxid, Titandioxid, Bleioxid, Chromoxid und durch auf Schlag oder Stoß ansprechende Betätigungs- Zinkoxid, überraschend schnell und vollständig ohne organe oder Fühler freigesetzt, welche eine rasche irgendeinen Katalysatorzusatz mit Alkaliazid bei Geschwindigkeitsänderung des Fahrzeugs, beispiels- 5<> thermischer Zündung unter Bildung von Alkalioxid, weise beim Zusammenstoß mit einem anderen Objekt, Metall und reinem Stickstoffgas miteinander reagieren, ertasten. Man kann das Luftkissen auch mit Hilfe Diese Gemische liefern beim Zünden Stickstoff, ohne eines zündbaren Treibmittelsystems aufblasen, wobei daß irgendwelche der schädlichen Nebenstoffe entdas benötigte Gas durch die exotherme Reaktion der stehen, die bei Reaktion der bekannten Mittel gebildet Komponenten des Treibmittelsystems erzeugt wird. 55 werden. Sie sind ausreichend stoßsicher, so daß der Die für den Insassenschutz in Fahrzeugen verwen- sehr schnell entstehende reine Stickstoff zum Aufdeten Luft- oder Gaskissen müssen innerhalb außer- blasen eines als Stoßschutz oder Aufprallschutz vorordentlich kurzer Zeit, allgemein innerhalb von gesehenen Luftkissens verwendet werden kann,
wenigen Millisekunden, ausreichend weit gefüllt bzw. Die Erfindung betrifft daher das in des vorstehenden

aufgeblasen werden. Unter gewissen repräsentativen 60 Ansprüchen näher bezeichnete feste Mittel zur Gas-Bedingungen vergehen beispielsweise nur etwa 60 Milli- erzeugung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungssekunden zwischen der Primärkollision und der Sekun- form wird ein überschüssiges stöchiometrisches Gedärkollision. Außerdem muß das Treibgas selbst ver- misch aus Natriumazid und Kupferoxid verwendet, schiedenen ziemlich strengen Bedingungen genügen: Die Zersetzungsprodukte der Reaktion sind in diesem Es muß ungiftig und unschädlich sein und bei aus- ⁶5 Fall reines Stickstoffgas, flüssiges Kupfer und Nareichend niedriger Temperatur erzeugt werden, damit triumoxid. Sehr wichtig ist, daß hierbei das erzeugte nicht der Sack oder das Kissen selbst verbrennt oder Gas rein ist von schädlichen und giftigen Beimengunin seiner mechanischen Festigkeit beeinträchtigt wird. gen und bei Temperaturen erzeugt werden kann, die