DE2541724A1 - METHOD FOR GENERATING GASES FROM CHEMICALS - Google Patents
METHOD FOR GENERATING GASES FROM CHEMICALSInfo
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Description
A. GRÜNECKER H. KINKELDEYA. GRÜNECKER H. KINKELDEY
DRINGURGENT
O C / 1 Ί *> / W· STOCKMAiROC / 1 Ί *> / W STOCKMAiR
/ Jj U I / £ *^ OR-Ma-AnE (CALTFCH / Jj UI / £ * ^ OR-Ma-AnE (CALTFCH
K. SCHUMANNK. SCHUMANN
DR REFt ΝΚΓ. ■ DIH_-*HYSDR REFt ΝΚΓ. ■ DIH _- * HYS
P. H. JAKOBP. H. JAKOB
DIR.- ING DIR.- ING
G. BEZOLDG. BEZOLD
DR. HfA MAT ■ KTL-CHEMDR. HfA MAT ■ KTL-CHEM
MÜNCHENMUNICH
MÜNCHEN 22MUNICH 22
18. September 197518th September 1975
NISSAIT MOTOR COiIPANI, LTD.NISSAIT MOTOR COiIPANI, LTD.
No. 2, Takara-machi, Kanagawa-ku,No. 2, Takara-machi, Kanagawa-ku,
Yokohama City / JapanYokohama City / Japan
Verfahren zur Erzeugung von Gasen aus
Chemikali enMethod of generating gases from
Chemicals
Die Erfindung "beschäftigt sich mit der Entwicklung eines leistungsfähigen gaserzeugenden Systems und insbesondere mit einem Verfahren zur Herstellung einer gasabgebenden Einrichtung. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird von einer festen Chemikalie Gebrauch gemacht, Vielehe sich exotherm unter Entwicklung gasförmiger Reaktionsprodukte versetzt. Diese gasförmigen Reaktionsprodukte sind geeignetThe invention "deals with the development of a powerful gas generating system and in particular with a method for producing a gas-emitting device. In the method according to the invention is of Having made use of a solid chemical, polygamy is exothermic added with the development of gaseous reaction products. These gaseous reaction products are suitable
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für aufblasbare Sicherheitsvorrichtungen. Ferner wird erfindungsgemäß von einem Kornmaterial Gebrauch gemacht, welches den gasförmigen Reaktionsprodukten Wärme entzieht oder anders ausgedrückt, Wärme der gasförmigen Reaktionsprodukte absorbiert. Ganz besonders beschäftigt sich die Erfindung jedoch damit, ein verbessertes Terfahren zum Einbringen eines derartigen. Eornmaterials in das Gehäuse der Gaserzeugungseinrichtung vorzuschlagen.for inflatable safety devices. Furthermore, according to the invention made use of a granular material which removes heat from the gaseous reaction products or in other words, heat is absorbed by the gaseous reaction products. The invention is particularly concerned however, an improved method for introducing such. Eornmaterials into the housing of the gas generating device to propose.
Einige Ausfuhrungsformen herkömmlicher Sicherheits- oder Lebensrettungseinrichtungen, wie beispielsweise Rettungsboote oder aufblasbare Sicherheitssäcke für den Schutz von Fahrzeuginsassen vor Verletzungen bei Verkehrsunfällen, sind mit einer gaserzeugenden Vorrichtung versehen, in welcher eine feste Chemikalie enthalten ist. Bei dieser festen Chemikalie handelt es sich in der Regel um eine pyrotechnische Verbindung, welche bei ihrer Verbrennung oder Zersetzung imstande ist, innerhalb sehr kurzer Zeit große Mengen an gasförmigen Reaktionsprodukten zu erzeugen. Ein Gasentwickler dieser Art enthält in der Regel ein wärmeabsorbierendes Material, mit dessen Hilfe die Temperatur der Reaktionsgase vor dem Ausströmen verringert wird. Von dem wärmeabsorbierenden Material wird auch ein Absorbieren von Feststoffen erwartet, welche im Reaktionsgas enthalten sind. Bei einem derartigen Gaserzeuger spielt das wärmeabsorbierende Material eine sehr wichtige Rolle, denn die Einrichtungen, in welche das Reaktionsgas geleitet wird und an welchen beispielsweise lediglich Rettungsboote und Sicherheitssäcke genannt seien, bestehen in der Regel aus einem Werkstoff mit nur geringer Wärmebeständigkeit. So handelt es sich bei derartigen Werkstoffen in der Regel um synthetische Fasergewebe, Gummi- oder Eunstkarzbahnen. Ein derartiger Werkstoff ist natürlich sehr gefährdet durch das bei einer sehr hohen Temperatur gebildete Reaktionsgas, welches eine beträchtliche Menge an FeststoffenSome embodiments of conventional security or Life saving devices, such as lifeboats or inflatable safety bags for the protection of Vehicle occupants from injuries in traffic accidents are provided with a gas generating device in which a solid chemical is contained. With this solid chemical it is usually a pyrotechnic compound that is capable of burning or decomposing is to generate large amounts of gaseous reaction products within a very short time. A gas developer this type usually contains a heat-absorbing material, which helps the temperature of the reaction gases before the outflow is reduced. The heat-absorbing material is also expected to absorb solids, which are contained in the reaction gas. In such a gas generator, the heat absorbing material plays one very important role, because the facilities into which the reaction gas is passed and at which, for example, only Lifeboats and safety bags are usually made of a material with only low heat resistance. Such materials are usually synthetic fiber fabrics, rubber or synthetic resin sheets. Such a material is of course very endangered by that formed at a very high temperature Reaction gas, which contains a considerable amount of solids
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enthält.contains.
Als wärmeabsorbierendes Material wird bei einigen herkömmlichen Gaserzeugern eine Schicht aus einer Vielzahl von aus Kohlenstoffstahl, aus nichtrostendem Stahl, aus Kupfer oder Messing bestehenden Drahtschirmen verwendet. Es ist jedoch mehr verbreitet, Körner oder Granalien eines Werkstoffs mit relativ hoher Wärmeleitfähigkeit und hoher spezifischer Wärme zu verwenden. Als Beispiele derartiger Materialien seien Eisen und Aluminium, ein Metalloxid, wie beispielsweise Aluminiumoxid und Magnesiumoxid sowie eine anorganische Verbindung, wie beispielsweise Siliciumcarbid genannt. Die Granalien werden in den Gaserzeuger unter Ausbildung einer Säule oder Schicht derart angeordnet, daß das Reaktionsgas durch diese Schicht hindurchstreicht, bevor es den Ausgang des Gaserzeugers erreicht. Die Packlage des granulierten wärmeabsorbierenden Materials ist der Drahtnetζschicht im wesentlichen aus den folgenden Gründen überlegen:As the heat-absorbing material, some conventional gas generators use a layer of a plurality of made of carbon steel, stainless steel, copper or existing brass wire shields are used. However, it is more common to use grains or granules of a material with relatively high thermal conductivity and high specific To use heat. Examples of such materials are iron and aluminum, a metal oxide such as aluminum oxide and magnesium oxide and an inorganic compound, as called for example silicon carbide. The granules are in the gas generator with the formation of a Column or layer arranged in such a way that the reaction gas passes through this layer before it exits the Gas generator reached. The packing layer of the granulated heat-absorbing material is essentially the wire mesh layer consider for the following reasons:
1) Es ist möglich, ein Material mit vergleichsweise großer spezifischer Wärme auszuwählen und die Wärmekapazität je Volumeneinheit der in der Packlage angeordneten Granalien ist wegen der geringeren Anzahl von Hohlräumen größer als bei Verwendung von Drahtnetzen.1) It is possible to select a material with a comparatively large specific heat and the heat capacity depending Volume unit of the granules arranged in the packing layer is larger than when using wire mesh because of the smaller number of cavities.
2) Wegen der Enge und Verwickeltheit der zwischen den einzelnen Granalien gebildeten Durchtrittskanälen werden sowohl die Verringerung der Gastemperatur als auch das Herausfangen der Feststoffe mit höheren Wirkungsgraden ausge führt.2) Because of the narrowness and intricacy of the passageways formed between each granule, both the reduction of the gas temperature as well as the trapping of the solids with higher efficiencies leads.
3) Granalien sind preisgünstiger und können unter geringeren Kosten in den Gaserzeuger eingebracht werden.3) Granules are cheaper and can be made at lower prices Costs are brought into the gas generator.
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Das körnige wärmeabsorbierende Material muß in einer im Gehäuse des Gaserzeugers ausgebildeten Kammer so dicht wie möglich gepackt werden, um seiner Aufgabe gemäß wirken zu können, wobei selbstverständlich das Eeaktionsgas noch die Möglichkeit des Durchtrittes besitzen muß. Gegenwärtig werden die Granalien mit Hilfe des sogenannten "tapping -Verfahrens" in den Gaserzeuger eingebracht, bei welchem das Gehäuse leicht geschüttelt oder gerüttelt wird, nachdem die Granalien in das Gehäuse eingefüllt worden sind.The granular heat-absorbing material must be as tight as in a chamber formed in the housing of the gas generator possible to be packed in order to be able to act according to its task, with of course the reaction gas still the Must have the possibility of passage. The granules are currently being processed using the so-called "tapping method" introduced into the gas generator, in which the housing is gently shaken or shaken after the Granules have been poured into the casing.
Herkömmliche Gaserzeuger, welche die derart gepackten wärmeabsorbierenden Granalien enthalten, besitzen gewisse Nachteile. Im praktischen Betrieb des Gaserzeugers stellt sich heraus, daß die Temperatur des erzeugten Gases beträchtlich oberhalb der erwarteten Temperatur liegt, obgleich die gaserzeugende Chemikalie und die wärmeabsorbierenden Granalien mengenmäßig genau überwacht worden sind. Eine unerwartete Erhöhung der Gastemperatur ist jedoch nicht nur für die Aufblaseinrichtung schädlich, sondern kann auch den Benutzern einer solchen Einrichtung gefährlich werden, was insbesondere dann zu befürchten ist, wenn der Gaserzeuger zum Aufblasen des vorstehend erwähnten Sicherheitssacks für Kraftfahrzeugfahrgäste verwendet wird. Eine Steigerung der Gastemperatur führt zu einer Steigerung des im Sack herrschenden Aufblasdruckes, obgleich die Gasmenge, bezogen auf Hormalbedingungen, konstant gehalten wird. Das hat zur Folge, daß der Sicherheitssack den Automobilreisenden nicht mit Hilfe eines geeigneten Polsterungs- oder Kisseneffektes schützt, da ein zu starker Gasdruck im Sack die Folge hat, daß der Fahrzeuginsasse zurückgeschleudert und verletzt wird, wenn er in einer Unfallsituation mit großer Geschwindigkeit gegen den Sack bewegt wird. Das Ausmaß der Abweichung der Gastemperatur von der erwarteten Temperatur wird noch deutlicher, wenn der Gaserzeuger mechanischen Vibrationen und/oder Schlagen von gewisser Größe und Zeitdauer ausgesetzt wird. Derartige mechanische Erschütterungen treten jedoch beim Transport ·Conventional gas generators, which the heat-absorbing packaged in this way Containing granules have certain disadvantages. In practical operation of the gas generator it turns out that that the temperature of the gas generated is considerably above the expected temperature, although the gas generating The chemical and the heat-absorbing granules have been closely monitored. An unexpected increase in However, gas temperature is not just for the inflator harmful, but can also be dangerous for the users of such a facility, which is particularly to be feared is when the gas generator is used to inflate the above-mentioned safety bag for automobile passengers will. An increase in the gas temperature leads to an increase in the inflation pressure prevailing in the sack, although the amount of gas based on normal conditions, is kept constant. The consequence of this is that the safety bag does not provide the automobile traveler with the help of a suitable padding or cushion effect protects, since too high a gas pressure in the sack has the consequence that the vehicle occupant is thrown back and injured when it is moved against the sack at high speed in an accident situation. The extent of the deviation of the Gas temperature from the expected temperature becomes even more apparent if the gas generator mechanical vibrations and / or Hitting of a certain size and duration is suspended. Such mechanical vibrations, however, occur during transport
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im Fahrzeug auf. Im Extremfall kann die Gastemperatur doppelt so hoch als erwartet werden, was den Sicherheitssack sogar zum Platzen bringen kann.in the vehicle. In extreme cases, the gas temperature can be twice as high as expected, which can even affect the safety bag can burst.
Werden die wärmeabsorbierenden Granalien in einer sehr viel größeren als der konstruktionsmäßig zugrundegelegten Nennmenge verwendet, um auf diese Weise einer ggf. ungenügenden Temperaturverminderung vorzubeugen, so vergrößern sich notwendigerweise die Dimensionen des Gaserzeugers. Es ist jedoch äußerst wichtig, daß die Abmessungen des Gaserzeugers so klein wie möglich gehalten werden, da die Vorrichtung, zu welcher der Gaserzeuger gehört, häufig nur einen geringen Raumbedarf hat.Are the heat-absorbing granules in a much larger than the nominal amount on which the design is based used to prevent an insufficient temperature reduction in this way, so necessarily increase the dimensions of the gas generator. However, it is extremely important that the size of the gas generator be so small be kept as possible, since the device to which the gas generator belongs, often only takes up a small amount of space Has.
Es kann davon ausgegangen werden, daß die erwähnten Abweichungen des wärmeabsorbierenden Materials von dem zugrundegelegten Absorptionsvermögen ihre Ursache in erster Linie darin haben, daß es mit Hilfe des erwähnten "tapping-Verfahrens" nicht möglich ist, eine befriedigend dichte Packlage zu erzielen.It can be assumed that the mentioned deviations of the heat-absorbing material from the underlying Absorbance is primarily due to the fact that it is not possible with the help of the aforementioned "tapping process" is to achieve a satisfactorily dense packing layer.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung eines Gaserzeugers mit einer ein heißes gasförmiges Reaktionsprodukt erzeugenden Chemikalie und einem granulierten wärmeabsorbierenden Material zur Verminderung der Temperatur dieses Reaktionsgases, bevor dasselbe zum Aufblasen verwendet wird. Dabei ist ein Ziel der Erfindung darin zu sehen, ein verbessertes Verfahren zum Einbringen oder Chargieren des körnigen Materials in das Gehäuse des Gasgenerators zu schaffen. Dieses Verfahren soll imstande sein, eine diGhte Packlage der Granalien zu gewährleisten und auf diese Weise die Abweichungen im Hinblick auf die Wärme und die Wirksamkeit der Absorption von Feststoffen selbst dann zu verbessern, wenn der Gaserzeuger vor seiner Betätigung Vibrationen und/oder schlagartigen Erschütterungen unterworfen iä; .The present invention relates to the manufacture of a gas generator having a hot gaseous reaction product generating chemical and a granulated heat absorbing material to lower the temperature thereof Reactive gas before it is used for inflation. It is an aim of the invention to provide an improved one To create a method for introducing or charging the granular material into the housing of the gas generator. This The method should be able to ensure a precise packing position of the granules and, in this way, the deviations in view to improve the heat and the effectiveness of the absorption of solids even when the gas generator subjected to vibrations and / or sudden shocks before being actuated; .
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Erfindungsgemäß werden Granalien eines wärmeabsortierenden Materials in eine in einem Gehäuse eines Gasgenerators gebildete Kammer hineingeschüttet, um dort .eine locker gepackte Schicht mit nur einer freien Oberfläche zu bilden- Dann wird eine Druckkraft auf die Schicht aufgebracht und über die Gesamtfläche der freien Oberfläche verteilt, damit die Granalien verdichtet werden- Vorzugsweise wird die Druckkraft durch Pressen der Granalien mit einem flachen Stempel aufgebracht, der auf die freie Oberfläche der locker gepackten Schicht einwirkt. Die Gesamtmenge an in das Gehäuse einzuchargierenden Granalien lard vorzugsweise in eine Vielzahl gleicher Teile unterteilt und jedes Teil wird der Druckbehandlung vor dem Einfüllen eines anderen Teiles unterzogen.According to the invention, granules of a heat-absorbing Material is poured into a chamber formed in a housing of a gas generator to create a loosely packed Then a compressive force is applied to the layer and across the entire area to form layer with only one free surface The free surface is distributed so that the granules are compacted- Preferably the compressive force is applied Pressing the granules with a flat punch applied to the free surface of the loosely packed layer acts. The total amount of granules to be encased in the housing is preferably divided into a large number of equal parts divided and each part is pressure treatment before filling subjected to another part.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung dnes Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. In dieser zeigen: Further features, advantages and details of the invention emerge from the following description of the exemplary embodiment with reference to the drawing. In this show:
Fig. 1 einen Schnitt durch einen mit einer gaserzeugenden Zusammensetzung und einem granulierten wärmeabsorbierenden Material versehenen herkömmlichen Gaserzeuger, Fig. 1 is a section through a with a gas generating A conventional gas generator provided with a composition and a granulated heat-absorbing material,
Fig. 2 einen Schnitt durch einen weiteren herkömmlichen Gaserzeuger, der prinzipiell gleich arbeitet, aber konstruktionsmäßig anders aufgebaut ist, als der Gaserzeuger aus Fig. 1,2 shows a section through a further conventional gas generator, which works in principle in the same way, but has a different construction than the gas generator from Fig. 1,
Fig. 3 die Vorrichtung nach Fig. 1 aus dem gleichen Blickwinkel, jedoch während eines noch nicht beendeten Zustandes während eines erfindungsgemäßen Preßvorganges zum Verdichten des granulierten wärmeabsorbierenden Materials, und3 shows the device according to FIG. 1 from the same point of view, but during a not yet finished state during a pressing process according to the invention for compacting the granulated heat-absorbing material, and
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Fig. 4 eine mit Fig. 3 vergleichbare Darstellung des Preßvorganges, jedoch an der Vorrichtung nach Fig. 2.FIG. 4 shows a representation of the pressing process comparable to FIG. 3, but on the device according to FIG. 2.
Ein Gaserzeuger 10, wie in Fig. 1 dargestellt, dient zum Abgeben eins Reaktionsgases aus seinem becherförmig gestalteten Gehäuse 12 in radialer Richtung mit Hilfe einer Vielzahl von öffnungen 14, die in der Außenwand 16 des Gehäuses ausgebildet sind. Das offene Ende des becherförmigen Gehäuses 12 wird durch eine Abdeckplatte 18 verschlossen und eine elektrisch betätigbare Entzündungs- oder Auslöseeinrichtung 20 ist durch eine mit Gewinde versehene Öffnung 22, die in der Mitte des Gefäßbodens angeordnet ist, abgedichtet im Gehäuse 12 aufgenommen. Eine zylindrische Trennwand 24 ist ortsfest und konzentrisch innerhalb des Gehäuses 12 angeordnet, um im Gehäuse eine zylindrische Verbrennungskammer 26 und eine ringförmige Kühlkammer 28, letztere zwischen der Trennwand 24 und der Gehäuse-Außenwand 16, auszubilden. In der Trennwand 24 ist eine Vielzahl von radialen Öffnungen 30 vorgesehen, die eine Verbindung zwischen der Verbrennungskammer 26 und der Kühlkammer 28 schaffen. Eine gaserzeugende Verbindung, wie beispielsweise eine Mischung aus Kaliumperchlorat und Natriumazid, wird in Form einer Vielzahl von Pellets 32 in die Verbrennungskammer 26 eingebracht. Diese Pellets werden mit Hilfe eines zylindrischen Drahtschrims 34 daran gehindert, die perforierte Trennwand 24 zu berühren. Die Kühlkammer 28 ist mit Granalien 36 aus einem praktisch inerten und wärmeabsorbierenden Material gefüllt, bei welchem es sich in erster Linie um die bereits erwähnten Metalle oder Oxide oder um Siliciumcarbid handelt. Die äußere Oberfläche der Trennwand 24 und die innere Oberfläche der Wandung 16 sind mit Drahtnetζschichten 38 beziehungsweise 40 verkleidet, um einen Durchtritt der Granalien 36 durch die Öffnungen 30 und 40 zu verhindern. Eine Filterschicht 42 ist sandwichartig zwischen dem äußeren Drahtnetz 40 und der Wandung 16 angeordnet.A gas generator 10, as shown in Fig. 1, is used for Release a reaction gas from its cup-shaped Housing 12 in the radial direction with the aid of a plurality of openings 14 in the outer wall 16 of the housing are trained. The open end of the cup-shaped housing 12 is closed by a cover plate 18 and an electrically actuated ignition or trigger device 20 is through a threaded opening 22, which is arranged in the middle of the vessel bottom, accommodated in a sealed manner in the housing 12. A cylindrical partition wall 24 is fixedly and concentrically arranged within the housing 12 to form a cylindrical combustion chamber in the housing 26 and an annular cooling chamber 28, the latter between the partition wall 24 and the housing outer wall 16. In the partition wall 24 is provided with a plurality of radial openings 30 which communicate between the combustion chamber 26 and the cooling chamber 28 create. A gas generating compound such as a mixture of potassium perchlorate and sodium azide, is introduced into the combustion chamber 26 in the form of a plurality of pellets 32. These Pellets are made using a cylindrical wire screen 34 prevented from touching the perforated partition wall 24. The cooling chamber 28 is convenient with granules 36 from one inert and heat-absorbing material filled, in which it is primarily the aforementioned metals or Oxides or silicon carbide. The outer surface of the partition wall 24 and the inner surface of the wall 16 are clad with wire mesh layers 38 or 40, a passage of the granules 36 through the openings 30 and 40 to prevent. A filter layer 42 is sandwiched between the outer wire mesh 40 and the wall 16.
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Im Betrieb werden die Pellets 32 der gaserzeugenden Verbindung durch Betätigung der Zündeinrichtung 20 gezündet und verbrennen dann im Wege einer sich selbst unterhaltenden Verbrennung unter Entwicklung großer Mengen an Reakttonsgas. Das Reaktionsgas verläßt die Verbrennungskammer 26 durch den Drahtschirm 34- und die öffnungen 30 und tritt über das Drahtnetz 38 in die Kühlkammer 28 ein. Die Granalien 36 in der Kühlkammer 28 zwingen das Reaktionsgas dazu, durch ganz enge und verwickelt verlaufende Durchtritte hindurchzuströmen, die als Hohlräume oder Leerstellen innerhalb der Granalien 36 ausgebildet sind. Bei seinem Durchtritt durch diese engen und labyrinthartigen Strömungskanäle gibt das Reaktionsgas eine beträchtliche Menge seiner Wärme durch Wärmeaustausch mit den Granalien 36 ab.In operation, the pellets 32 are the gas-generating Compound ignited by actuating the igniter 20 and then burn by way of a self-sustaining Combustion producing large amounts of reactive gas. The reaction gas leaves the combustion chamber 26 through the wire screen 34 and the openings 30 and passes through the wire mesh 38 into the cooling chamber 28. The granules 36 in the Cooling chambers 28 force the reaction gas to flow through very narrow and intricate passages, the are formed as cavities or voids within the granules 36. As he passes through these narrow ones and labyrinthine flow channels, the reaction gas gives a considerable amount of its heat through heat exchange with the granules 36.
Zur gleichen Zeit wird ein Großteil der in dem Reaktionsgas enthaltenen Festteilchen von den Granalien 36 absorbiert. Der nichtabsorbierte Rest an Festteilchen wird in der Filterschicht 4-2 absorbiert, bevor das abgekühlte Gas das Gehäuse 12 mit Hilfe der Radialöffnungen 14- verläßt. Das derart gekühlte und gereinigte Gas wird zum Aufblasen einer Sicherheitsvorrichtung, wie beispielsweise einem Lebensrettungsgerät für die Schiffahrt oder einem Sicherheitssack für den Schutz von Fahrzeuginsassen vor Verletzungen bei Kraftfahrzeugzusammenstößen, benutzt.At the same time, most of the solid particles contained in the reaction gas are absorbed by the granules 36. Of the unabsorbed residue of solid particles is absorbed in the filter layer 4-2 before the cooled gas enters the housing 12 Help of the radial openings 14- leaves. The one so chilled and purified gas is used to inflate a safety device, such as a life-saving device for the Shipping or a safety bag to protect vehicle occupants from injuries in vehicle collisions, used.
Fig. 2 zeigt einen anderen Typ herkömmlicher Gaserzeuger 4-4-, welcher im prinzipiellen dem in Fig. 1 dargestellten Gerät gleicht. Bei dem Gaserzeuger nach Fig. 2 wird jedoch eine Reaktionsgas aus dem becherförmigen Gehäuse 12A ausgegeben, was in axialer Richtung mit Hilfe von Öffnungen 4-6 erfolgt, die in einer Abdeckplatte 18A ausgebildet sind. Das Innere des Gehäuses 12A ist mit Hilfe einer kreisförmigen Trennwand 4-8, die mit einer Vielzahl von Durchtrittsöffnungen 50 versehen ist,FIG. 2 shows another type of conventional gas generator 4-4, which in principle is the device shown in FIG equals. In the gas generator of FIG. 2, however, a reaction gas is discharged from the cup-shaped housing 12A, which takes place in the axial direction with the aid of openings 4-6 which are formed in a cover plate 18A. The inside of the case 12A is with the help of a circular partition wall 4-8, which is provided with a plurality of passage openings 50,
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in zwei zylindrische Abschnitte unterteilt. Der untere Abschnitt 26A enthält Pelletson 30 aus einer gaserzeugenden Vorrichtung und dient als Verbrennungskammer, während der obere Abschnitt 28A mit Granalien 36 aus dem wärmeabsorbierenden Material gefüllt ist und als Brennkammer dient. Die untere Seite der Trennwand 48 ist mit Hilfe eines Drahtschirmes 52 gegen die Pellets 32 isoliert und die obere Seite ist mit einem Drahtnetz 54 verkleidet, um die Granalien 36 davor zu schützen, durch die Öffnungen hindurch zu fallen. Die Zündeinrichtung 20 ist in der gleichen Weise wie bei der in Pig. 1 dargestellten Vorrichtung im Gehäuse 12A vorgesehen.divided into two cylindrical sections. The lower section 26A contains Pelletson 30 from a gas generating Device and serves as a combustion chamber, while the upper section 28A with granules 36 from the heat-absorbing Material is filled and serves as a combustion chamber. The lower side of the partition wall 48 is secured with the aid of a wire screen 52 insulated against the pellets 32 and the top side is with a Wire mesh 54 disguised to protect the granules 36 from to fall through the openings. The igniter 20 is in the same manner as that in Pig. 1 shown Device provided in housing 12A.
Der Betrieb dieses Gaserzeugers 44 gleicht dem Betrieb der in Pig- 1 dargestellten Vorrichtung mit dem Unterschied, daß die gekühlten und gereinigten Gase aus dem Gehäuse 12A in axialer Richtung durch die öffnungen 46 austreten. Die beiden Gaserzeugertypen 10 und 44 werden im wesentlichen auf die gleiche Art und Weise hergestellt. Zunächst wird die Trennwand 24 bzw. 48 im Gehäuse 12 bzw. 12A gemeinsam mit den Drahtschirmen 34 und 38 (bzw. 52 und 54) angeordnet. Bei der Vorrichtung 10 gemäß Pig. 1 werden zu diesem Montagezeitpunkt auch das Drahtnetz 40 und die Pilterschicht 42 montiert. Sodann werden die Granalien 36 in die Kühlkammer 28 bzw. 28A eingefüllt und wird die Abdeckplatte 18 oder 18A (gemeinsam mit dem Pilter 58 und dem Drahtschirm 56) wird am Gehäuse 12 oder 12A am oberen Ende befestigt, was beispielsweise durch Schweißen längs des gesamten Umfanges der Abdeckplatte 18 oder 18A erfolgen kann. Die Pellets 32 werden durch die Gewindeöffnung 22 in die Verbrennungskammer 26 bzw. 26A eingebracht, worauf die Zündeinrichtung 20 abschließend eingebaut wird.The operation of this gas generator 44 is similar to the operation of the device shown in Pig-1 with the difference that the cooled and cleaned gases exit the housing 12A in the axial direction through the openings 46. The two Gas generator types 10 and 44 are essentially based on the made same way. First, the partition wall 24 or 48 in the housing 12 or 12A together with the wire shields 34 and 38 (or 52 and 54) arranged. At the device 10 according to Pig. 1, the wire mesh 40 and the filter layer 42 are also mounted at this time of assembly. Then the granules 36 are filled into the cooling chamber 28 or 28A and the cover plate 18 or 18A (together with the pilter 58 and the wire screen 56) is attached to the housing 12 or 12A attached to the upper end, for example by welding along the entire circumference of the cover plate 18 or 18A can be done. The pellets 32 are introduced into the combustion chamber 26 or 26A through the threaded opening 22, whereupon the ignition device 20 is finally installed.
Die Granalien 36 müssen in der jeweiligen Kühlkammer dicht gepackt angeordnet werden, um den angestrebten Wärmeaustausch und die angestrebte Absorption von Pestteilchen mit hoher Wirksam-The granules 36 must be tightly packed in the respective cooling chamber be arranged in order to achieve the desired heat exchange and the desired absorption of pest particles with a high
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keit auszuführen- Im folgenden wird die Beschreibung anhand von Fig. 1 fortgesä:zt, soweit die Vorrichtungen 10 und 44- übereinstimmen. Gemäß dem Stand der Technik werden die Granalien 36 in der Kühlkammer 28 dadurch gepackt, daß das Gehäuse 12 nach dem Einfüllen der Granalien in die Kühlkammer 28 gerüttelt oder geschüttelt wird. Die Gesamtmenge an Granalien 36, die in eine einzige Vorrichtung 10 eingesetzt wird, ist zuvor in einige Teile unterteilt worden und ein Rütteln oder Schütteln wird nachfolgend nach dem Einfüllen einer jeden der genannten Teilmengen vorgenommen. Zu diesem Zweck ist das offene Ende des Gehäuses 12 mit einem geeigneten Deckel verschlossen. Wenn sich mit Hilfe des Schütteins der eingefüllte Anteil der Granalien 36 hinreichend abgesetzt hat, so wird der nächste Teil an Granalien 36 in die Kühlkammer 28 und auf die abgesetzten Granalien 36 eingebracht, woran ..sich eine gleichartige Rüttel- und Schüttelbehandlung anschließt. Das Einbringen der Granalien 36 in die Kühlkammer 28 ist dann abgeschlossen, wenn die Höhe der soweit wie möglich zusammengerüttelten Granalien 36 fast gleich der wirksamen Tiefe der Kühlkammer 28 ist, wobei lediglich ein Kaum für die Anordnung der Abdeckplatte 18 frei geblieben ist.In the following, the description will be based on from Fig. 1 continued, as far as the devices 10 and 44- coincide. According to the state of the art the granules 36 are packed in the cooling chamber 28 in that the housing 12 after the granules have been filled into the cooling chamber 28 is jolted or shaken. The total amount of granules 36 inserted into a single device 10 has been previously divided into several parts and a shaking or shaking is subsequent after filling made of each of the subsets mentioned. To this end, the open end of the housing 12 is provided with a closed with a suitable lid. If, with the help of the shaker, the proportion of granules 36 filled in is sufficient has settled, then the next part of granules 36 is in the cooling chamber 28 and on the deposited granules 36 introduced, on which ... a similar vibrating and shaking treatment. The introduction of the granules 36 into the cooling chamber 28 is completed when the The height of the granules 36, which are jogged together as far as possible, is almost equal to the effective depth of the cooling chamber 28, only a little space has remained free for the arrangement of the cover plate 18.
Trotz dieser beschwerlichen Prozeduren zum dichten Packen der Granalien 36 ist die in der Kühlkammer 28 gebildete Granalienschicht nicht stets imstande, eine zufriedenstellende Absorption von Wärme und Feststoffen aus den hindurchströmenden Reaktionsgasen zu gewährleisten. So bleibt das aus dem Gaserzeuger ausgetretene Eeaktionsgas insbesondere dann auf einer gefährlich hohen Temperatur bei Beinhaltung einer großen Menge an. Feststoffen, wenn der Gaserzeuger 10 auf einem Transportfahrzeug befördert und mechanischen Erschütterungen und/oder schlagartigen Erschütterungen vor seiner Betätigung unterworfen wird.Despite these arduous procedures for densely packing the granules 36, the layer of granules formed in the cooling chamber 28 is not always able to achieve a satisfactory absorption of heat and solids from the passing through To ensure reaction gases. The reaction gas that has escaped from the gas generator then remains in particular on a dangerously high temperature when holding a large amount of. Solids when the gas generator 10 is on a transport vehicle conveyed and subjected to mechanical vibrations and / or sudden vibrations prior to its actuation will.
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Bei einem Versuche wurde der Gaserzeuger 10 einer Vielzahl von Vibrations- und Schlagversuchen unterworfen, die eine 60stündige kontinuierliche Vibration mit einer Frequenz von 15 Hz und eine Beschleunigung mit ± 4-G vorsahen. Anschließend wurde der Generator zehnmal aus einer Höhe von 5 Meter auf einen Betonfußboden fallen gelassen, worauf der Gaserzeuger in Verbindung mit einem herkömmlichen Sicherheitssack aus Nylon zum Schutz von Fahrzeuginsassen betätigt wurde. Dabei wurde beobachtet, daß die Temperatur des aus dem Gaserzeuger 10 austretenden Reaktionsgases bei dem untersuchten Gaserzeuger außerordentlich hoch war und daß der Gasdruck im Sack doppelt so hoch war, wie bei einer sonst gleichartigen Sicherheitseinrichtung, bei welcher der Gaserzeuger 10 jedoch nicht Erschütterungs- und Schlagbeanspruchungsversuchen unterworfen worden war. Dies hatte zur Folge, daß der Sicherheitssack bei einigen Versuchen erzplatzte.In one test, the gas generator 10 was subjected to a variety of vibration and impact tests, one of which is 60 hours of continuous vibration at a frequency of Provide 15 Hz and an acceleration of ± 4-G. Afterward the generator was dropped ten times from a height of 5 meters onto a concrete floor, whereupon the gas generator in conjunction with a conventional nylon safety bag to protect vehicle occupants. Included it was observed that the temperature of the reaction gas exiting from the gas generator 10 in the gas generator examined was extremely high and that the gas pressure in the bag was twice as high as with an otherwise similar safety device, However, in which the gas generator 10 is not subjected to vibration and impact stress tests had been. As a result, the safety bag burst during a few attempts.
Die Erfinder kämmen zu dem Ergebnis, daß die Unzulänglichkeiten der Gastemperaturherabsetzung und des Anstieges der Menge an Feststoffen im aus dem Gaserzeuger 10 entnommenen Gas im wesentlichen dem Umstand zuzuschreiben sind, daß die Granalien 36 nicht hinreichend dicht gepackt worden waren, als die Granalien mit Hilfe der herkömmlichen sogenannten "tapping-Methode" gepackt wurden. Seitens des Erfinders wurden gründliche Studien des Verhaltens der Granalien 36 in der Kühlkammer 28 während eines tapping-Vorganges vorgenommen, wozu mit Hilfe einer Hochgeschwindigkeits-Filmkamera und eines aus einem transparenten Werkstoff hergestellten Spezialgehäuses ein Film gedreht wurde. Dabei wurde beobachtet, daß die einzelnen Granalien 36 während des tapping-Vorganges weit stärker als erwartet in der Kühlkammer 28 umherhüpften und daß die Granalien weniger dicht als erwartet gepackt wurden. ■ Sofern die Granalien 36 eine nahezu perfekte Kugelgestalt besitzen, wie dieses bei Sandgranalien der Fall ist, die zurThe inventors conclude that the shortcomings the decrease in gas temperature and the increase in the amount of solids in the extracted from the gas generator 10 Gas are essentially attributable to the fact that the granules 36 were not packed sufficiently tightly, when the granules were packed using the conventional so-called "tapping method". On the part of the inventor Carried out thorough studies of the behavior of the granules 36 in the cooling chamber 28 during a tapping process, including with the help of a high-speed film camera and a special housing made of a transparent material a movie was shot. It was observed that the individual granules 36 expand during the tapping process bounced more than expected in the cooling chamber 28 and that the granules were packed less tightly than expected. ■ If the granules 36 have an almost perfect spherical shape, as is the case with sand granules that are used for
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Herstellung von Sandformen für .den Metallguß verwendet werden, ist das tapping-Verfahren nützlich, um eine hinreichend dichte Packung.der Granalien zu erzielen. Granalien, die jedoch im Gaserzeuger 10 als wärmeabsorbierendes Material' eingesetzt werden, sind ihrer Gestalt nach zu weit von der Kugelgestalt entfernt, um vergleichsweise große Oberflächen zu besitzen und um die Wirksamkeit im Hinblick auf die Wärme- und IPestteilchenabsorption zu steigern. Die Granalien 36 liegen •üblicherweise in der Gestalt unregelmäßiger Polyeder mit einigen Erümmungsscheitelpunkten vor. Eine dichteste Packung derartig gestalteter Granalien ist dann verwirklicht, wenn ein scharfkantiger Abschnitt eines jeden Korns in einer der engen Zwischenräume der dichtgepackten Körner aufgenommen ist, wobei zugrundegelegt wird, daß jedes Granulatkorn sich in Anlage mit benachbarten Körnern befindet und zwar mit so groß wie möglichen Oberflächenbereichen. In der Wirklichkeit neigt jedoch ein jedes Granulatkorn dazu, aus dem Zwischenraum herauszuspringen, was selbst dann der. Fall ist, wenn das Granulatkorn schon einmal eine Stellung eingenommen hatte, die zu einer dichtesten Packung geführt hätte. Ohne die theoretischen Betrachtungen über die dichteste Packung von nicht kugelförmigen Teilchen vertiefen zu wollen, sei unterstrichen,daß gefunden wurde, daß sich wärmeabsorbierende Granalien 36 mit Hilfe des herkömmlichen tapping-Verfahrens nicht befriedigendend dicht packen.lassen.Manufacture of sand molds used for metal casting, the tapping process is useful in order to achieve a sufficiently dense packing of the granules. Granules, however are used as heat-absorbing material in the gas generator 10 are too far from the spherical shape in terms of their shape removed in order to have comparatively large surfaces and to be effective in terms of heat and I increase particulate absorption. The granules 36 are usually in the shape of irregular polyhedra some curvature vertices. A tightest packing of granules designed in this way is achieved when a sharp-edged section of each grain is housed in one of the narrow spaces of the densely packed grains, where it is assumed that each granulate grain is in Plant is located with neighboring grains and with as large as possible surface areas. In reality it tends but every grain of granulate tends to jump out of the gap, what even then the. The case is when the granulate had already taken a position that closes would have resulted in a tightest packing. Without the theoretical considerations about the closest packing of non-spherical ones Wanting to deepen particles, it should be underlined that It has been found that heat absorbing granules 36 do not perform satisfactorily using conventional tapping techniques pack tightly.
Während.der Verbrennung der Pellets 32 treten beachtliche hohe Kammerdrücke im Gaserzeuger 10 auf. Insbesondere dann, wenn die Pellets 32 bestimmungsgemäß in sehr kurzer Zeit verbrennen sollen,beispielsweise innerhalb von 0,05 Sekunden, um so beispielsweise einen Sicherheitssack praktisch augenblicklich bei einem Verkehrsunfall aufzublasen, liegt der Druck in derConsiderable high rates occur during the combustion of the pellets 32 Chamber pressures in the gas generator 10. In particular when the pellets 32 burn as intended in a very short time should, for example, within 0.05 seconds, for example To inflate a safety bag almost instantly in the event of a traffic accident, the pressure is in the
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Kammer üblicherweise in der Größenordnung von einigen 10 bis einigen 100 kg/cm . Die in der Kühlkammer 28 lose gepackten Granalien 36 werden unter derart hohen Drücken zu Bewegungen veranlaßt. Die Bewegung der Granalien 36 wird durch eine durch den Druck hervorgerufene "Verformung der Drahtschirme 38, 40 sowie der Filterschicht 42 unterstützt. Außerdem strömt das Reaktionsgas mit hoher Geschwindigkeit durch die Hohlräume zwischen den Granalien, was eine Bewegung derselben so unterstützt, daß wenigstens an relativ weiter Strömungsdurchtritt in der Granalienschicht gebildet wird. Dieses hat zur Folge, daß wenigstens ein Teil des Reaktionsgases ohne ausreichenden Wärmeaustausch mit den Granalien und ohne ausreichende Absorption von Feststoffen an den Granalien durch die Kühlkammer 28 hindurchgeht.Chamber usually of the order of a few tens up to a few 100 kg / cm. The granules 36 loosely packed in the cooling chamber 28 become closed under such high pressures Causes movements. The movement of the granules 36 will caused by a "deformation of the Wire screens 38, 40 and the filter layer 42 supported. In addition, the reaction gas flows at high speed through the cavities between the granules, which supports a movement of the same in such a way that at least relatively further flow passage is formed in the granule layer. This has the consequence that at least part of the reaction gas without sufficient heat exchange with the granules and without sufficient absorption of solids on the Granules passes through the cooling chamber 28.
Die Stärke der Bewegungen der Granalien und die Art und Weise der Ausbildung des oben erwähnten weiten Durchtrittskanals werden beide beeinflußt durch das Maß an Berührung zwischen den Drahtschirmen 38 und 4-0 sowie des Filters 4-2 mit den benachbarten Körpern unter Einschluß der Granalien als auch durch die Ergebnisse des tapping-Vorganges. Da diese Faktoren bei der Massenherstellung des Gaserzeugers 10 in sehr weiten Grenzen schwanken, unterscheiden sich sowohl dasKühlvermögen als auch das Absorptionsvermögen für Feststoffe der gepackten Granalien bei einer Vielzahl von Gaserzeugern des gleichen Typs beträchtlich.The strength of the movements of the granules and the manner in which the above-mentioned wide passage canal is formed are both influenced by the amount of contact between the wire shields 38 and 4-0 and the filter 4-2 with the neighboring bodies including the granules as well as the results of the tapping process. Because these factors in the mass production of the gas generator 10 vary within very wide limits, both the cooling capacity differ as well as the solids absorbency of the packed Granules are considerable in a large number of gas generators of the same type.
Werden die Granalien in einem relativ locker gepackten Zustand Vibrationen und/oder schlagartigen Erschütterungen unterworfen, so bewegen sich die Granalien einfach und bilden zwischen sich einen oder mehrere Hohlräume. Sind die Vibrationen und/oder schockartigen Erschütterungen stark und/oder lang dauernd, so neigen die Granalien dazu, teilweise oder örtlichIf the granules are subjected to vibrations and / or sudden shocks in a relatively loosely packed state, so the granules simply move and form one or more cavities between them. Are the vibrations and / or shock-like vibrations strong and / or long-lasting, the granules tend to be partial or local
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durch. Reibung aneinander die Hohlräume noch zu vergrößern. Die vergrößerten Hohlräume erleichtern den Granalien ein noch weiteres Auseinanderrücken, so daß die Vergrößerung der Hohlräume fortschreitend beschleunigt wird.by. Friction against each other to enlarge the cavities. The enlarged cavities make it easier for the granules to move further apart, so that the enlargement of the Cavities is progressively accelerated.
Es ergibt sich somit, daß das herkömmliche tapping-Verfahren zum Einbringen der wärmeabsorbierenden Granalien 36 in die Gaserzeuger 10 bzw. 44 der vorstehend beschriebenen Art vielerlei Ursachen für eine relativ geringe Kühlwirkung der Granalien und für breite Streuungen in den betrieblichen Kenndaten beinhaltet.It can thus be seen that the conventional tapping method for introducing the heat absorbing granules 36 into the Gas generators 10 and 44 of the type described above have many causes for a relatively low cooling effect Granules and for a wide range in the operational characteristics.
Erfindungsgemäß wurde gefunden und durch Versuche bestätigt, daß sich die vorstehend erwähnten Nachteile des bekannten tapping-Verfahrens fast vollständig dadurch, beseitigen lassen, daß eine Druckbelastung auf die Granalien 36 in der Kühlkammer 28 derart aufgebracht wird, daß eine lose gepackte Säule oder Schicht aus Granalien in einem gewissen Ausmaß verfestigt oder verdichtet wird. Weder die Granalien '36 noch, die übrigen Bestandteile des Gaserzeugers 10 bzw. 44 erfordern zur Anpassung an das erfindungsgemäße Beschickungsverfahren eine Abänderung. Bei dem Material für die Granalien 36 kann es sich um beliebige bekannte Materialien, wie die bereits erwähnten Metalle Eisen und Aluminium, oder um Eisenoxide, wie Aluminium- und Magnesiumoxide, und um verschiedene andere Arten anorganischer Verbindungen, wie Siliciumcarbid, handeln.According to the invention it has been found and confirmed by experiments that the above-mentioned disadvantages of the known tapping method can be almost completely eliminated, that a pressure load is applied to the granules 36 in the cooling chamber 28 such that a loosely packed Column or layer of granules solidified to some extent or is compressed. Neither the granules '36 nor the other components of the gas generator 10 or 44 require for Adaptation to the charging method according to the invention is a modification. The material for the granules 36 can be any known materials, such as the metals iron and aluminum already mentioned, or iron oxides, such as aluminum and magnesium oxides, and various other kinds of inorganic ones Compounds such as silicon carbide act.
Das erfindungsgemäße Verfahren sei zunächst anhand von S1Igerläutert. Bei der Herstellung des Gaserzeugers 10 gemäß Fig. 1 werden zunächst oder vorläufig die Trennwand 34, das Euter 42 und die Drahtschirme 38, 40 und 34 im Gehäuse 12 angeordnet. Sodann wird eine Teilmenge der in einen einzigen Gaserzeuger 10 einzubringenden wärmeabsorbierenden Granalien in die Kühlkammer 28 eingefüllt. Sodann wird das Gehäuse 12 auf einen Arbeitstisch 60 einer Presse gestellt und wird ein ringförmigerThe method according to the invention will first be explained with reference to S 1 I. In the manufacture of the gas generator 10 according to FIG. 1, the partition wall 34, the udder 42 and the wire screens 38, 40 and 34 are initially or temporarily arranged in the housing 12. A subset of the heat-absorbing granules to be introduced into a single gas generator 10 is then poured into the cooling chamber 28. The housing 12 is then placed on a work table 60 of a press and becomes an annular one
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Preßstempel 62 auf der Säule oder Schicht der eingefüllten Granalien angeordnet. Dieser Preßstempel 62 besitzt eine flache Oberfläche und einen Außendurchmesser, der geringfügig kleiner ist als der innere Durchmesser des äußeren und zylindrischen Drahtschirmes 40. Der innere Durchmesser des Preßstempels 62 ist etwas größer als der äußere Durchmesser des inneren Drahtnetzes 38. über den Preßstempel 62 wird mit Hilfe einer Presse eine Druckkraft P^ auf die Granalienschicht 36 zur Einwirkung gebracht. Die Presse, beispielsweise eine hydraulische Presse, ist mit dem Bezugszeichen 64- versehen. Anschließend wird der Preßstempel wieder hochgehoben.Press ram 62 arranged on the column or layer of the filled granules. This ram 62 has a flat surface and an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the outer and cylindrical wire screen 40. The inner diameter of the ram 62 is slightly larger than the outer diameter of the inner wire network 38. on the ram 62 is a pressure force P ^ on the with the help of a press Granules layer 36 brought into action. The press, for example a hydraulic press, is provided with the reference symbol 64-. Then the ram is again lifted up.
Das Pressen führt zum Verdichten der Granalien und zu einer Vergrößerung des Abstandes zwischen der oberen Oberfläche der Granulatschicht und dem offenen Ende des Gehäuses 12. Anschließend wird eine weitere Teilmenge der vorgesehenen Gesamtmenge an Granalien auf die bereits verdichteten Granalien gefüllt und der Preßvorgang wiederholt. Diese Einfüll- und Preßschritte werden einige Male wiederholt, bis die Höhe der verdichteten Granalienschicht etwa gleich der Höhe der Trennwand 24 ist. Sodann wird eine Abdeckplatte 18 auf dem Gehäuse 12 befestigt. Ein nichtdargestellter, ringförmiger Abstandshalter jann zwischen den verdichteten Granalien 36 und der Abdeckplatte 18 vorgesehen werden, sofern dort ein nennenswerter Unterschied zwischen der Oberfläche der wärmeabsorbierenden Schicht und dem oberen Ende der Trennwand 24 vorhanden ist.The pressing leads to the compaction of the granules and an increase in the distance between the upper surface the granulate layer and the open end of the housing 12. Then a further subset of the intended total amount of granules is applied to the granules that have already been compacted filled and the pressing process repeated. These filling and pressing steps are repeated a few times until the The height of the compacted granule layer is approximately equal to the height of the partition wall 24. Then a cover plate 18 is on attached to the housing 12. An annular spacer (not shown) is placed between the compacted granules 36 and the cover plate 18 are provided, if there is an appreciable difference between the surface of the heat absorbing layer and the top of the partition 24 is present.
Das erfindungsgemäße Verdichten der Granalien 36 erfolgt in dem Gaserzeuger 44 gemäß !"ig. 2 im wesentlichen in der soeben beschriebenen Weise. Wie Fig. 4 zu entnehmen, wird eine geeignete Menge an Granalien in die Kühlkammer 28A des Ge-The compaction of the granules 36 according to the invention takes place in the gas generator 44 according to FIG. 2 essentially in FIG described way. As can be seen in Fig. 4, a suitable amount of granules is placed in the cooling chamber 28A of the device
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häuses 12A eingefüllt, nachdem die Trennwand 4-8 zusammen mit den Drahtnetzen 52 und 54- angeordnet worden ist. Sodann wird das Gehäuse 12A auf den Arbeitstisch 60 gestellt und ein Stützglied 66 "benutzt, welches durch die Öffnung 22 in das Gehäuse 12A eingeführt wird, um eine Verformung und/oder Bewegung der Trennwand 4-8 während der folgenden Preßvorgange zu verhindern. Ein zylindrischer, ebener Preßstempel 68 mit einem Durchmesser, der etwas kleiner ist als der Durchmesser der zylindrischen Kühlkammer 28A wird auf die Granulatschicht aufgebracht und mit Hilfe der hydraulischen Presse 64- gemäß S1Ig. 3 wird über den Preßstempel 68 eine Drucklast Pp ausgeübt. Das Einfüllen von Granalien und die Preßbehandlung werden einige Male wiederholt, wie bereits unter Bezug auf Fig. 3 beschrieben. Anschließend werden der Drahtschirm 56 und der Filter 58 gemäß Pig. 2 auf die verdichtete Granalienschicht aufgelegt und wird die Verschlußplatte 18A am Gehäuse 12A befestigt.Housing 12A filled after the partition wall 4-8 has been arranged together with the wire nets 52 and 54-. The housing 12A is then placed on the work table 60 and a support member 66 "is used which is inserted through the opening 22 in the housing 12A in order to prevent deformation and / or movement of the partition wall 4-8 during the subsequent pressing operations. A cylindrical , flat press ram 68 with a diameter which is slightly smaller than the diameter of the cylindrical cooling chamber 28A is applied to the granulate layer and with the aid of the hydraulic press 64 - according to S 1 Ig. 3, a pressure load Pp is exerted via the press ram 68. The filling of granules and the pressing treatment are repeated a few times as already described with reference to Fig. 3. Subsequently, the wire screen 56 and the filter 58 are placed on the compacted granule layer according to Fig. 2 and the closure plate 18A is attached to the housing 12A.
Die Größe der Kräfte P^ bzw. Pp für" das Verpressen wird unter Berücksichtigung der Gestalt und Bruchfestigkeit der Granalien, der Querschnittsfläche und -höhe der zu verdichtenden Schicht sowie der Festigkeit der Drahtnetze 38, 40 (bzw. 54-) und des Filters 42 bestimmt. Eine durch Pressen komprimierte Granalienschicht zeigt eine gesteigerte Fähigkeit zur Absorption von Wärme und zum Aufnehmen von Feststoffen gegenüber einer ähnlichen Schicht, die jedoch mit Hilfe des herkömmlichen tapping-Verfahrens gepackt worden ist. Der den Kräften ¥Λ bzw. P0 zugeordnete Preßdruck liegt in der Größen-The magnitude of the forces P ^ or Pp for "pressing" is determined taking into account the shape and breaking strength of the granules, the cross-sectional area and height of the layer to be compacted and the strength of the wire meshes 38, 40 (or 54-) and the filter 42 determined. a compressed by pressing granules layer exhibits an enhanced ability to absorb heat and which has been, however, packed using the conventional tapping method for receiving solids over a similar layer. the forces ¥ Λ and P 0 associated pressing pressure is in size
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Ordnung von 1000 ,g/cm , wobei jedoch wenigstens 10 kg/cm zur vollen Nutzbarmachung der der Erfindung innewohnenden Vorteile bevorzugt werden. Als oberste Grenze für den Druck werden 1000 kg/cm bevorzugt, um ein Zerdrücken der Granalien zu verhindern.Order of 1000 g / cm, but at least 10 kg / cm are preferred to take full advantage of the inherent advantages of the invention. As the upper limit for the pressure 1000 kg / cm are preferred to prevent crushing of the granules.
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Wird eine Druckkraft auf eine Seite einer Schicht aus einem körnigen Material zur Einwirkung gebracht, so· wird die Kraft im Gegensatz zur Kompression eines gewöhnlichen Mediums nicht auf ,.die andere Seite der Schicht übertragen, solange die Schichtdicke dieser Schicht gegenüber der Schichtbreite ausreichend klein ist. Beim Chargieren der Granalien in die Kühlkammer 28 ist es unerwünscht, eine große Menge an Granalien gleichzeitig in die Kühlkammer 28 einzufüllen und eine Kraft auf die sich ergebende ddckere Schicht zur Eini^irkung zu bringen. Eine Menge der an einen einzelnen Gaserzeuger einzusetzenden Granalien wird vorzugsweise in einige bis mehrere Teile unterteilt, welche vorzugsweise gleiche Mengen umfassen, und jede Teilmenge wird in der bereits erwähnten V/eise durch Pressen verdichtet, bevor die folgende Teilmenge eingefüllt wird. Die Anzahl an Teilmengen wird unter Berücksichtigung von Größe und Gestalt der Granalien und des Verhältnisses von Höhe zu Breite der Kühlkammer 28 bestimmt.If a compressive force is applied to one side of a layer made of a granular material, then in contrast to the compression of an ordinary medium, the force is not transmitted to the other side of the layer, as long as the layer thickness of this layer is sufficiently small compared to the layer width. When charging the Granules in the cooling chamber 28, it is undesirable to have a large amount of granules in the cooling chamber at one time 28 to fill in and a force on the resulting ddckere To bring the layer into effect. A lot of the one Granules to be used for individual gas generators are preferably divided into a few or more parts, which are preferably include equal amounts, and each sub-amount is compacted in the aforementioned manner by pressing before the following portion is filled. The number of subsets is determined taking into account the size and shape of the Granules and the ratio of height to width of the cooling chamber 28 is determined.
Eg gibt zwei Wege, um den Entpunkt des Granalieneinsetzens zu bestimmen. So ist es erstens möglich, die Einfüllmaßnahmen dann zu beenden, wenn die verdichtete Granalienschicht eine vorbestimmte Höhe erreicht. Zum anderen ist es jedoch auch möglich, die Einfüllmaßnahmen dann zu beenden, wenn eine vorbestimmte Menge an Granalien in die Kühlkammer 28 eingebracht worden ist, selbst wenn die Höhe der verdichteten Schicht dann bei einer Vielzahl von Gasgeneratoren 10 etwas unterschiedlich ist. Eine gleichförmige Höhe der verdichteten Schicht, wie bei dem zunächst aufgezeigten Weg, besagt keineswegs eine Gleichförmigkeit der Granalienmenge, da die Trennwand 34- lind die Netzschirme 38 und 40 mit Abme s sungs Schwankungen versehen sind, die bei der Massenherstellung unvermeidlich sind.Eg are two ways to get the granule inserting point to determine. Firstly, it is possible to end the filling measures when the compacted layer of granules is a reached a predetermined height. On the other hand, however, it is also possible to end the filling measures when a predetermined amount of granules has been introduced into the cooling chamber 28, even if the height of the compacted Layer is then somewhat different for a plurality of gas generators 10. A uniform level of compacted Layer, as in the case of the route outlined first, in no way implies a uniformity of the amount of granules, as the dividing wall 34 - the mesh screens 38 and 40 with dimensional fluctuations which are inevitable in mass production.
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Da die ilenge der gaserzeugenden Pellets 32 in einem Einzelgaserzeuger iö ganz genau kontrolliert wird, führen Schwankungen der Granulatmenge zu unterschiedlichen Temperaturen des aus dem Gaserzeuger austretenden Reaktionsgases. Andererseits können Schwankungen der nulle der verdichteten Schicht dadurch kompensiert werden, daß "beispielsweise ein geeigneter Abstandshalter bei der Montage der Verschlußplatte 18 benutzt wird. Demzufolge ist auch der zweite aufgezeigte Weg als vorteilhaft anzusehen, wobei insbesondere seine überlegene Anpassbarkeit an die jeweiligen Betriebsbedingungen im Vordergrund steht.Since the number of gas generating pellets 32 in a single gas generator iö very precisely controlled lead to fluctuations the amount of granules at different temperatures of the reaction gas emerging from the gas generator. on the other hand For example, fluctuations in the zero of the compacted layer can be compensated for by using, for example, a suitable spacer is used in the assembly of the closure plate 18. Accordingly, the second approach shown is also advantageous to be viewed, with particular emphasis on its superior adaptability to the respective operating conditions stands.
Das erfindungsgemäße Chargierverfahren hat gegenüber dem herkömmlichen tapping-Verfahren die folgenden Vorteile: Erstens können die Granalien dichter gepackt werden. Die Einwirkung einer Druckkraft auf die locker gepackte Granulatschicht führt dazu, daß alle Furchen und Zwischenräume der Granalien mit einem entsprechend geformten Teil eines Einzelkornes gefüllt werden und daß das derart ausgefüllte oder zugestopfte Granulatkorn nicht aus der Furche oder dem Zwischenraum herausspringt. Dieses hat zur Folge, daß eine gesteigerte Granalienmenge in eine Kühlkammer 28 mit festgelegtem Volumen eingebracht werden kann.The charging process according to the invention has the following advantages over the conventional tapping process: First, the granules can be packed more densely. The effect of a compressive force on the loosely packed layer of granules leads to the fact that all furrows and spaces in the granules with a correspondingly shaped part of a single grain are filled and that the granulate grain filled or plugged up in this way does not come out of the furrow or the gap pops out. This has the consequence that a increased amount of granules in a cooling chamber 28 with fixed Volume can be introduced.
Zweitens bewegen sich die Granalien 36 selbst dann nicht leicht, wenn sie dem Beaktionsgas mit Drücken von etlichen 10 bis etlichen 100 kg/cm ausgesetzt werden, da die Granalien, die Drahtschirme 38, 40 und das. Filter 42 gemeinsam durch den Preßvorgang verdichtet werden. Die Drahtschirme 38, 40 und das Filter 42 werden in engen Kontakt mit den umliegenden Körpern und den Granalien gebracht, selbst wenn sie anfänglich beim Einfüllen in den Behälter 12 wegen Dimensionsschwankungen bei ihnen und/oder beim Gehäuse 12 nicht in völligen Kontakt miteinander standen. Demzufolge bewegen sich die Grana-Second, even then, the granules 36 do not move easily when they are exposed to the reaction gas with pressures of quite a few 10 to several 100 kg / cm are exposed because the granules, the wire screens 38, 40 and the filter 42 are compressed together by the pressing process. The wire screens 38, 40 and the filter 42 are brought into close contact with the surrounding bodies and granules, even if they are initially when filling into the container 12 because of dimensional fluctuations in them and / or in the housing 12 not completely Were in contact with each other. As a result, the granules move
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lien in eine Masse ohne dabei zu zerbrechen, selbst wenn sie in einem gewissen Ausmaß unter der Wirkung des Reaktionsgases zu einer Bewegung gezwungen v/erden. Die verdichteten Drahtnetze oder -schirme 38, 40 und das Euter 42 üben Rückstellkräfte auf die verdichtete Granalienschicht 36 aus, so daß eine Bewegung eines Einzelkorns in der verdichteten Schicht relativ zu den benachbarten Granalien kaum auftreten kann.lien into a mass without breaking, even if they are forced to move to some extent under the action of the reaction gas. The condensed Wire nets or screens 38, 40 and the udder 42 exert restoring forces on the compacted granule layer 36, so that a movement of a single grain in the compacted Layer relative to the neighboring granules can hardly occur.
Wegen der derart verringerten Beweglichkeit der Einzelkörner 36 in der Kühlkammer 28 wird das Reaktionsgas daran gehindert, durch die Kühlkammer 28 hindurchzustreichen und dabei lediglich einen geringen Widerstand zu finden. Als Folge des erfindungsgemäßen Chargierverfahrens erfolgen die Wärmeabsorption sowie die Feststoffabsorption entsprechend den bei der Konstruktion zugrundegelegten Berechnungen. Die Fähigkeit zur Absorption von Wärme und von Feststoffen der verdichteten Granalien verändert sich nicht merklich, auch dann, wenn der Gaserzeuger 10 in Betrieb genommen wird, nachdem er zahlreichen Vibrationen und/oder schlagartigen Erschütterungen ausgesetzt worden ist. Diese Stabilität und Gleichmäßigkeit in dem Verhalten der verdichteten Granalien macht es überflüssig, exakte Granalienmengen zu verwenden und, demzufolge, ist es möglich, dem Gaserzeuger 10 in seinen Abmessungen kleiner zu gestalten. Die Verkleinerung des Gaserzeugers 10 ist vorteilhaft, da er häufig zusammen mit gewissen Einrichtungen in einen sehr engen Raum, beispielsweise innerhalb der Lenksäule eines Automobils, angeordnet ist.Because of the reduced mobility of the individual grains 36 in the cooling chamber 28, the reaction gas is prevented from stroke through the cooling chamber 28 and find only a slight resistance. As a result of the invention Charging process, the heat absorption and the absorption of solids take place in accordance with the construction underlying calculations. The ability to absorb heat and solids of the compacted Granules do not noticeably change even when the gas generator 10 is put into operation after numerous Has been exposed to vibrations and / or sudden shocks. This stability and uniformity in behavior of the compacted granules makes it unnecessary to use exact amounts of granules and, consequently, it is possible to to make the gas generator 10 smaller in its dimensions. The downsizing of the gas generator 10 is advantageous because it often together with certain devices in a very narrow space, for example inside the steering column of an automobile, is arranged.
Die sich aus dem Verdichten der Granalien ergebenden Vorteile können noch weiter dadurch gesteigert werden, daß die verdichtete Granalienschicht nach der Beendigung, der Einfüllarbeiten unter einer Druckkraft belassen wird. Eine solche permanente Kompression der Granalienschicht kann durch Ausübung einer Druckkraft auf die verdichtete Schicht dann ausge-The advantages resulting from compacting the granules can be increased even further by compacting the granules Granule layer after the completion, the filling work is left under a compressive force. Such permanent compression of the granule layer can be achieved by exercising then exerted a compressive force on the compacted layer.
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übt werden, wenn die Verschlußplatte 18 an dem Gehäuse befestigt wird.be practiced when the closure plate 18 on the housing is attached.
Bei der Herstellung des Gaserzeugers 4A gemäß Fig. 2 wird die Verschlußplatte 18A gemeinsam mit dem Drahtschirm 56 und der Filterschicht 58 auf die vollständig eingefüllten und "bereits verdichteten Granalien 36 aufgebracht, wie zuvor beschrieben. Dann wird der Preßstempel 68 auf die Verschlußplatte 18A aufgesetzt und wird ein geeignet starker Druck auf den Preßstempel 68 in Axialrichtung zur Einwirkung gebracht. Die Verbindungsarbeiten, beispielsweise durch Schweißen, zur Herstellung einer Umfangsverbindung zwischen der Verschlußplatte 18A und dem Gehäuse 12A wird derart ausgeführt, daß die Verbindung der auf die Abdeckplatte 18A und darüber auch auf die Granalien ausgeübten Belastung gewachsen ist. Die gleiche Arbeitsweise ist bei der herstellung des Gaserzeugers gemäß Fig. 1 anwendbar, so lange die Übertragung der auf die Abdeckplatte 18 ausgeübten Kraft auf die Granalien gewährleistet ist. Dieses kann beispielsweise durch Verwendung eines geeigneten Abstandshalters oder Zwischengliedes zwischen der Verschlußplatte 18 und der oberen Oberfläche der verdichteten Granalienschicht erfolgen. In diesem Falle wird der ringförmige Preßstempel 62 vorzugsweise benutzt, um die Last während der Verbindungsarbeiten auf die Abschlußplatte 18 einwirken zu lassen.During the production of the gas generator 4A according to FIG the shutter plate 18A together with the wire screen 56 and the filter layer 58 on the completely filled and "already compacted granules 36 applied as before described. Then the ram 68 is placed on the shutter plate 18A and becomes suitably strong Pressure applied to the ram 68 in the axial direction. The connection works, for example by Welding to produce a circumferential connection between the closure plate 18A and the housing 12A is carried out in such a way that the connection increased the load exerted on the cover plate 18A and above it also on the granules is. The same method of operation is applicable to the production of the gas generator according to FIG. 1 as long as the transmission the force exerted on the cover plate 18 on the granules is guaranteed. This can for example by using a suitable spacer or intermediate member between the closure plate 18 and the top surface the compacted granule layer take place. In this Case, the annular ram 62 is preferably used to transfer the load during the connection work on the To let the end plate 18 act.
Eine derart aufgebrachte andauernde Druckkraft schließt jede Möglichkeit einer teilweisen Rückkehr der dichtgepackten Granalien in einen locker gepacktm Zustand während des Lagerns und/oder während des Transportes aus und halt die Drahtnetze 38, 40 und die Filterschicht 42 in engem Kontakt mit den benachbarten Körpern, d.h. dem Gehäuse und/oder den Granulated chicht en. Außerdem kann die vorstehend erwähnte Ruckstell-A sustained compressive force thus applied eliminates any possibility of partial return of the tightly packed Granules in a loosely packed state during storage and / or during transport and holds the wire nets 38, 40 and the filter layer 42 in close contact with the neighboring bodies, i.e. the housing and / or the granulated layers. In addition, the above-mentioned reset
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kraft der Drahtnetze 38 und 40 und der Filterschiciit gesteigert und dauernd wirksam gemaeilt werden. Demzufolge werden die Gleichförmigkeit und Stabilität des Absorptionsvermögens für Wärme und Feststoffe der Granulatschicht ebensosehr gesteigert, wie das Widerstandsvermögen gegen Vibrationen und schlagartige Erschütterungen.by virtue of the wire nets 38 and 40 and the filter sheet be increased and permanently effective. As a result, the uniformity and stability of the absorbency become for heat and solids of the granulate layer just as much increased, such as the resistance to vibrations and sudden shocks.
Die Erfindung wird im folgenden durch eine Anzahl τοπ Beispielen näher erläutert.The invention is illustrated below by a number of examples explained in more detail.
Eine Anzahl Gasgeneratoren der in Fig. 1 dargestellten Art wurden hergestellt. Die innere Oberfläche der TJmfangswandung 16 des Gehäuses 12 wurde mit einer Fi It er schicht 4-2 bedeckt, welche aus einem Glasfaservlies bestand,und sodann mit einem Drahtnetz 40 mit Öffnungen von 0,4-2 mm. Die ringförmige Kühlkammer 28 wurde dadurch gebildet, daß die rohrförmige Trennwand 24 koaxial in der Mitte des Gehäuses 12 angeordnet wurde. Die äußere Oberfläche der Trennwand 24· war mit dem Drahtnetz 38 bedeckt, welches über öffnungen von 0,4-2 mm verfügte. Die innere Oberfläche war mit einem Drahtnetz 34-mit einer Öffnung von 1,68 mm bedeckt. Die Kühlkammer 28 besaß einen Außendurchmesser von 86 mm (Innendurchmesser des Drahtnetzes 40) einen inneren Durchmesser von 56 mm (Außendurchmesser des Drahtnetzes 38) und eine Höhe von 57A number of inflators of the type shown in Figure 1 have been manufactured. The inner surface of the perimeter wall 16 of the housing 12 was covered with a Fi It layer 4-2, which consisted of a glass fiber fleece, and then with a wire mesh 40 with openings of 0.4-2 mm. The ring-shaped Cooling chamber 28 was formed in that the tubular partition wall 24 is arranged coaxially in the center of the housing 12 became. The outer surface of the partition wall 24 was covered with the wire mesh 38, which had openings of 0.4-2 mm decreed. The inner surface was covered with a wire mesh 34- with an opening of 1.68 mm. The cooling chamber 28 possessed an outer diameter of 86 mm (inner diameter of the wire mesh 40) an inner diameter of 56 mm (outer diameter of the wire mesh 38) and a height of 57
AIs Wärmeabsorbierendes Material wurde Aluminiumoxid oder Tonerde benutzt. Die Tonerdegranalien waren unregelmäßige Polyeder mit einer hauptsächlichen Teilchengröße von etwa 1 mm. Die Granalien wurden zunächst gesiebt und Feinteilchen mit einem Durchmesser von weniger als 0,71 mm wurden verworfen Das Gesamtgewicht der Tonerdegranalien für einen jeden Gaser-As the heat absorbing material, alumina or Used clay. The alumina granules were irregular polyhedra with a major particle size of about 1 mm. The granules were first sieved and fines less than 0.71 mm in diameter were discarded The total weight of the alumina granules for each gas
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zeuger wurde auf 500 g festgelegt und diese Menge wurde in vier gleiche !EeilMemgea unterteilt. Eine erste Seilmenge (125 ε) der TcmerdegprainaXien wurde in die Kühlkammer 28 eingefüllt uad. mt Hilfe einer hydraulischen Presse mit einem Brück vom 80 kg/es verpresst, wobei der rohrförmige Preßstempel 52 einen AuBendurchiaesser besaß, der etwas kleiner war als der- innere Burchmesser des äußeren Drahtnetzes 40 und der EreBsteaipel-InnendTarcliiaesser etwas größer war als das innere Drahtnetz 38- Me gleichen Arbeitsschritte wurden bei den verlbleilbenden drei Teilmengen des Tonerdegrsonalats lieHBitZt* Sin ronrförMiges FünrangpgliecL wurde beim Einfüllen "and Yerpressen der vierten Teilmenge auf dee oberen Ende des Geliamses i2 angeordnet, im ein Überfließen der Granalien Z11 vermeiden. MLe derart verdichtete Granaliensehiclit war gerade so noch oder geringfügig höher als die Trennwand 2Pr. Sodann wurde die kreisförmige Abdeckplatte 18 auf der verdichteten Granalienschicht angeordnet raad durch Schweißen mit dem Gehäuse 12 vereinigt, wobei die Schweißnaht längs des gesamten ÜBfangs der Abdeckplatte 18 gelegt würde.Producer was set at 500 g and this amount was divided into four equal! EeilMemgea. A first amount of rope (125 ε) of the TcmerdegprainaXien was filled into the cooling chamber 28 and. With the help of a hydraulic press with a bridge of 80 kg / es, the tubular ram 52 had an outer diameter that was slightly smaller than the inner diameter of the outer wire netting 40 and the EreBsteaipel inner diameter of the Tarcliiaesser was slightly larger than the inner wire mesh 38 The same work steps were carried out with the remaining three alumina lettuce alumina lettuce * A ring-shaped five-tier dish was placed on the upper end of the jelly when the fourth aliquot was poured in and pressed, in order to avoid overflowing the granules Z11 still or slightly higher than the partition wall 2Pr. Then the circular cover plate 18 was arranged on the compacted layer of granules and joined to the housing 12 by welding, the weld seam being laid along the entire circumference of the cover plate 18.
'Anschließend wurden 150 g Pellets J2 aas einer gaserzeugenden Zusamiaensetzraig dbweh die Öffnung 22 in die Verbrennungskammer 26 eingebracht. Diese gaserzeugende Zusammensetzung oder Mischung "bestand ia wesentlichen aus einer Mischung aas Ealiumperchlorat ubcL Hatriuuazid. Mt dem Gehäuse 12 wurde sodann die Zündeinrichtung 20 vereinigt- Wurde dieser Gaserzeuger bei &maerbedingungen betätigt» so betrug der im'Then 150 g pellets J2 were aas a gas-generating In combination, the opening 22 into the combustion chamber 26 introduced. This gas generating composition or mixture "consisted essentially of a mixture aas Ealium perchlorate ubcL hatriuuazid. With the housing 12 was then the ignition device 20 was combined - this gas generator became operated at & maerbedbedingungen »so was the im
2 inneren des Gehäuses 12 gebildete Druck etwa 60 kg/cm und die Temperatur des aus dea Gehäuse 12 durch die radialen Öffnungen 1% abstroanendexi Gases etwa 1800C. Die zusammen mit dem Gas aus dea Gaserzeuger 10 ausgetragene Menge an Feststoffen betrug etwa 0,2 g.2 inside the housing 12 pressure formed about 60 kg / cm and the temperature of from dea housing 12 through the radial openings 1% abstroanendexi gas is about 180 0 C. was The discharged together with the gas from dea gas generator 10 amount of solids about 0, 2 g.
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Ein Teil des in diesem Beispiel hergestellten Gaserzeugers wurde einem Vibrationstest und ein anderer Teil einem Falltest, jeweils unter den nachfolgenden Bedingungen, unterzogen.Part of the gas generator manufactured in this example was subjected to a vibration test and another part to a drop test, each under the following conditions.
Vibrationstest: Beschleunigung ± 4- GVibration test: acceleration ± 4- G
Frequenz 15 HzFrequency 15 Hz
Zeitdauer 60 Std.Duration 60 hours
Falltest: Höhe 5 mDrop test: height 5 m
Bodenart BetonSoil type concrete
Der Versuch wurde 10 χ wiederholt.The experiment was repeated 10 χ.
Each den jeweiligen Versuchen wurde eine Anzahl der geprüften Gaserzexiger aus e inander genommen, um zu untersuchen, ob Veränderungen der Teilchengröße der Granalien erfolgt waren. Es zeigte sich jedoch, daß die Granalien nur sehr wenig durch Vibrationen oder ein Herabfallen zerdrückt worden waren. Die Menge an Feingranulat mit einer Teilchengröße von weniger als 0,71 mm betrug nach dem Vibrations- und dem Fallversuch lediglich 2 bzw. 1 %, bezogen auf die Gesamtmenge an Tonerdegranalien in den Gaserzeugern.Each of the respective trials was a number of the tested Gaserzexiger taken from each other to investigate whether changes the particle size of the granules. It turned out, however, that the granules got through very little Vibration or falling. The amount of fine granules with a particle size less than After the vibration test and the drop test, it was only 0.71 mm 2 or 1%, based on the total amount of alumina granules in the gas generators.
Die Betriebskenndaten der Gaserzeuger nach dem Vibrationstest und dem Fallversuch sind im folgenden zusammengestellt.The operating characteristics of the gas generators after the vibration test and the drop test are summarized below.
22
Kamm erdruck: ca. 60 kg/cm ca. 60 kg/cmComb pressure: approx. 60 kg / cm approx. 60 kg / cm
Gastemperatur: ca. 1900C ca. 1800C AusgetrageneGas temperature: approx. 190 ° C. approx. 180 ° C. carried out
Feststoffe: ca. 0,3 g ca. 0,3 gSolids: approx. 0.3 g approx. 0.3 g
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Diese !Daten lassen erkennen, daß die Leistung des Gaserzeugers 10 praktisch weder durch den Vibrationstest, noch durch den Fallversuch "beeinträchtigt werden konnte.These! Data show that the performance of the gas generator 10 could practically neither be affected by the vibration test nor by the drop test.
Vergleichsversuch 1Comparative experiment 1
In der "bei Beispiel 1 "beschriebenen Weise wurde eine Vielzahl von Gaserzeugern gemäß Fig. 1 hergestellt mit der Ausnahme, daß die Tonerdegranalien mit Hilfe des herkömmlichen tapping-Verfahrens in die Kühlkammer 28 eingebracht wurden. Die gleiche Menge (500 g) an Tonerdegranalien wurde in fünf Tei3.mengen unterteilt und ein tappiug-Vorgang vrarde unter Anordnung der Abdeckplatte 18 auf dem offenen Ende des Gehäuses 12 jedesmal dann ausgeführt, wenn ein Anteil der Granalien in die Kühlkammer eingefüllt wurde. Die Betriebskenndaten des derart hergestellten Gaserzeugers 10 sind im folgenden zusammengestellt: In the manner described "in Example 1", a variety produced by gas generators according to FIG. 1 with the exception that the alumina granules by means of the conventional tapping method were introduced into the cooling chamber 28. The same amount (500 g) of alumina granules was in five Tei3.volume divided and a tappiug process vrarde under Placement of the cover plate 18 on the open end of the housing 12 is carried out each time a proportion of the granules was filled into the cooling chamber. The operating characteristics of the gas generator 10 produced in this way are summarized below:
Kammerdruck: ca. 55 kg/cmChamber pressure: approx. 55 kg / cm
Temperatur desTemperature of
ausgetragenen Gases: ca. 240 Cdischarged gas: approx. 240 C
Menge an ausgetragenen Peststoffen: ca. 0,8 gAmount of pesticides discharged: approx. 0.8 g
Die Verringerung des Kammerdruckes und der Anstieg der Gastemperatur sowie der Menge ans ausgetragenen Peststoffen gegenüber den bei Beispiel 1 erzielten Ergebnissen wurden als Ergebnis der Ausbildung relativ weiter und weniger verwickelt verlaufender Kanäle für die Gasströmung in der locker gepackten Granalienschicht angesehen. Die Gaserzeuger wurden bei die-The decrease in chamber pressure and the increase in gas temperature as well as the amount of pesticides discharged the results obtained in Example 1 became relatively more and less involved as a result of training running channels for the gas flow in the loosely packed granule layer viewed. The gas generators were
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sem Vergleichsversuch dem Vibrationstest und dem Fallversuch unter den gleichen Bedingungen unterzogen, wie in Beispiel 1 "wiedergegeben. Dabei wurden die folgenden Ergebnisse erzielt:sem comparison test the vibration test and the drop test Subjected under the same conditions as in Example 1 "reproduced. The following results were obtained:
Wach der Vibration Nach dem FallWake up to the vibration After the fall
Menge Granalien mit
Teilchengröße vonAmount of granules with
Particle size of
weniger als 0,71 mm·' etwa 15 %less than 0.71 mm · 'about 15%
ρ Kammerdruck: etwa 50 kg/cm"ρ Chamber pressure: about 50 kg / cm "
kg/cm"ρ
kg / cm "
Gastemperatur: etwaGas temperature: approx
AusgetrageneDischarged
Feststoffe: etwa 3,5 gSolids: about 3.5 g
Auch dieses Beispiel bezog sich auf die Herstellung des Gaserzeugers gemäß Fig. 1 und die gleichen Tonerdegranalien wurden durch Pressen in der Kühlkammer verdichtet, wie in Beispiel 1 erläutert. Sodann wurde die Verschlußplatte 18 auf die verdichtete Schicht gelegt und wurden die Granalien und der ringförmige Preßstempel 62 auf die Verschlußplatte 18 aufgelegt. Hit Hilfe einer hydraulischen Presse wurde ein DruckThis example also related to the manufacture of the gas generator 1 and the same alumina granules compressed by pressing in the cooling chamber, as explained in Example 1. The closure plate 18 was then opened the compacted layer was laid and the granules and the annular press ram 62 were placed on the closure plate 18. Hit the help of a hydraulic press was a pressure
von 80 kg/cm mit Hilfe des Preßstempels in axialer Richtung aufgebracht und die Schweißarbeiten zum Verbinden der Verschlußplatte 18 mit dem Gehäuse 12 wurde während der Zeitdauer ausgeführt, während welcher der genannte Druck durch den Preßstempel aufrechterhalten wurde. Die Versuchsdurchführung war unter Einschluß des Vibrationstestes und des Fallversuches bei diesem Beispiel genau dieselbe wie bei Beispiel 1 und es wurden die folgenden Ergebnisse erzielt:of 80 kg / cm applied with the help of the ram in the axial direction and the welding work to connect the closure plate 18 with the housing 12 was carried out during the period during which said pressure by the ram was maintained. The experiment was carried out including the vibration test and the drop test in this example exactly the same as in example 1 and the following results were obtained:
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Ohne Vibrations- Nach, der Nach dem Fall und Fallversuche VibrationWithout vibration after, after the fall and drop tests vibration
weniger als
0,71 nun. Teilchen
größe :Granules with
less than
0.71 now. Particle
size :
kg/cmρ
kg / cm
Dieses Beispiel betrifft die Herstellung eines Gaserzeugers gemäß Figur 2. Als wärmeabsorbierendes Material wurden Siliciumcarbid-Granalien in Gestalt unregelmäßiger Polyeder mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 1 mm verwendet. Diese Granalien waren nicht durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,71 mm hindurchgefalllen. Die Drahtnetze 52 und 54-> welche die Trennwand 4-8 bedecken, bestanden aus dem im Beispiel 1 erläuterten Material. Die Gesamtmenge an Siliciumcarbid-Granalien für jeden Gasgenerator 44 betrug 500 g und wurde in vier gleiche Teilmengen unterteilt. Jede Granalienteilmenge wurde in die Kühlkammer 28A eingefüllt, welche einen Durchmesser von 82 mm und eine Höhe von 43 mm besaß. Sodann wurde ein hydraulischer Druck von 100 kg/cm aufgebracht, wobei der zylindrische Preßstempel 64 einen Durchmesser besaß, der etwas kleiner als der Durchmesser der Kühlkammer 28A war. Während des Verpressens wurde die Trennwand 4-8 durch das Stützglied 66 gehalten. Nachdem die vierte Granalien-Teilmenge verpreßt worden war, wurden der Drahtnetz-Abstandshalter 56, der aus dem gleichen Material bestand, wie die anderen Drahtnetze 52 und 5^-, cleir Filter 58 aus V/ollfilz und die Verschlußplatte 18A in der genannten Reihenfolge auf die verdichtete Granalienschicht 36 aufgelegt. So-This example relates to the production of a gas generator according to FIG. 2. Silicon carbide granules were used as the heat-absorbing material used in the form of irregular polyhedra with an average particle size of about 1 mm. These granules did not fall through a sieve with a mesh size of 0.71 mm. The wire nets 52 and 54-> which cover the partition wall 4-8, consisted of that in Example 1 explained material. The total amount of silicon carbide granules for each inflator 44 was 500 g and was divided into four equal subsets. Each granule subset was filled into the cooling chamber 28A, which has a diameter of 82 mm and a height of 43 mm. Then a hydraulic one Pressure of 100 kg / cm applied, the cylindrical ram 64 had a diameter that is slightly smaller than the diameter of the cooling chamber was 28A. During the pressing, the partition wall 4-8 was held by the support member 66. After this The fourth granule aliquot had been compressed, the wire mesh spacer 56, which was made from the same material existed, like the other wire nets 52 and 5 ^ -, cleir filter 58 made of solid felt and the closure plate 18A placed on the compacted granule layer 36 in the order mentioned. So-
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dann wurde der Preßstempel 68 auf die Verschlußplatte 18A aufgelegt und einem Druck von 100 kg/cm wurde über den Preßstempel in Axialrichtung übertragen. Die Verschlußplatte 18A wurde durch eine Schweißnaht längs des gesamten Umfanges mit dem Gehäuse 12A verbunden, wobei während des Schweißens die Druckausübung mit Hilfe des Stempels 68 aufrechterhalten wurde. Die gaserzeugenden Pellets 32 und die Zündeinrichtung 20 waren von der gleichen Art wie beim Beispiel 1. Die Versuchsdurchführung und die Vibrations- und Fallversuche wurden in der gleichen Weise ausgeführt, wie bei den vorigen Versuchen, wobei die folgenden Ergebnisse erzielt wurden:then the ram 68 was applied to the shutter plate 18A and a pressure of 100 kg / cm was transmitted via the ram in the axial direction. The locking plate 18A was connected to the housing 12A by a weld seam along the entire circumference, wherein during the Welding the pressure was maintained with the aid of the punch 68. The gas generating pellets 32 and the Ignition device 20 were of the same type as in Example 1. The test procedure and the vibration and Drop tests were carried out in the same manner as the previous tests with the following results became:
Ohne Vibrations- Nach der Nach dem EaIl und Fallversuche VibrationWithout vibration After the After the EaIl and vibration drop tests
SiC-Granalien
mit Teilchengröße von weniger als 0,71
mm: - ca. 1 % ca. 1 % SiC granules
with particle size less than 0.71
mm: - approx. 1% approx. 1 %
Kammerdruck: ca. 90 kg/cm ca. 90 kg/cm ca. 90 kg/cm1" Gastemperatur: ca.2000C ca.21O0C ca. 200°CChamber pressure: about 90 kg / cm 90 kg / cm 90 kg / cm 1 "gas temperature: about 200 0 C 0 C ca.21O about 200 ° C
Feststoffgehalt: ca. 0,2 g ca. 0,2 g ca. 0,2 gSolids content: approx. 0.2 g approx. 0.2 g approx. 0.2 g
Beispiel 3 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß die Siliciumcarbid-Granalien mit Hilfe des herkömmlichen tapping-Verfahrens in die Kühlkammer 28 eingesetzt wurden. Dabei wurde die Granalien-Gesamtmenge in fünf Teilmengen unterteilt und wurde die Verschlußplatte 18A mit dem Gehäuse 12 vereinigt, ohne daß eine Belastung auf die Platte ausgeübt wurde. Die Meßergebnisse sind im folgenden zusammengestellt:Example 3 was repeated with the difference that the silicon carbide granules were tapped using the conventional tapping method were inserted into the cooling chamber 28. The total amount of granules was divided into five sub-amounts and the shutter plate 18A was integrated with the housing 12 without applying any stress to the plate. The measurement results are summarized below:
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Ohne Vibrations- Nach der Fach dem Pail und Fallversuche VibrationWithout vibration After the tray the pail and drop tests vibration
ca. 2 % ca. 5 % approx. 2% approx. 5 %
22
ca. 70 kg/cm ca. 80 kg/cm ca. 4000C ca. 320°Capprox. 70 kg / cm approx. 80 kg / cm approx. 400 0 C approx. 320 ° C
ca. 5 g ca. 2,5 Sapprox. 5 g approx. 2.5 S
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OF | Willingness to grant licences before publication of examined application | ||
8141 | Disposal/no request for examination |