DE10138245A1 - Release method for motor vehicle airbag gas generator has staged release of gas using multiple membrane rupture plates - Google Patents

Abstract

The release method for a motor vehicle airbag gas generator with a gas container (10) having a release membrane multiple plate assembly. The first membrane is self opening (5) and successive membranes open to vary the total output opening area in stages. The first membrane has a vortex generating spool which is destroyed directly or using a layer or implement. An Independent claim is included for a gas generator using the method.

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrstufigen Gasgenerator, insbesondere für Kfz- Airbagsysteme, bei dem in einem Gasbehälter gespeichertes und/oder darin er­ zeugtes Gas aus mehreren Auslassöffnungen des Gasbehälters austreten kann und dann beispielsweise zum Befüllen eines Gassacks eines Kfz-Airbagsystems dient. Aus der DE 196 54 315 A1 ist ein Hybrid-Gasgenerator zum Aufblasen von Airbags bekannt, der zwei Brennkammern aufweist, in denen jeweils eine Treibladung angeordnet ist. Die Brennkammern stehen mit einer Speicherkam­ mer in Verbindung, welche mit einem unter einem bestimmten Druck stehenden Vorratsgas gefüllt ist. Die Speicherkammer weist eine mittels eines Schließele­ ments verschlossene Auslassöffnung auf, wobei das Schließelement mittels eines stangenartigen Betätigungselements aufgestoßen wird, wenn die erste Treibla­ dung aktiviert wird. Hierzu ist das stangenartige Betätigungselement mit seinem rückwärtigen Endbereich vor der Verbindungsöffnung der Brennkammer ange­ ordnet, so dass dieser rückwärtige Bereich nach dem Aktivieren der Treibladung vom Druck des in der Brennkammer erzeugten heißen Gases beaufschlagt wird. Das Betätigungselement wird hierdurch bedrückt, so dass es mit seinem vorderen Ende das die Auslassöffnung der Speicherkammer verschließende Schließele­ ment aufstößt. Die zweite Treibladung des Hybrid-Gasgenerators nach der DE 196 54 315 A1 wird zeitlich verzögert angezündet, so dass der zeitliche Verlauf des Druckaufbaus entsprechenden Vorgaben angepasst werden kann.The invention relates to a multi-stage gas generator, especially for automotive Airbag systems in which it is stored and / or stored in a gas container witnessed gas can emerge from several outlet openings of the gas container and then, for example, for filling a gas bag in a motor vehicle airbag system serves. DE 196 54 315 A1 describes a hybrid gas generator for inflation known from airbags, which has two combustion chambers, each in one Propellant charge is arranged. The combustion chambers are equipped with a storage chamber mer in connection with one under a certain pressure Storage gas is filled. The storage chamber has one by means of a key closed outlet opening, wherein the closing element by means of a rod-like actuator is pushed open when the first Treibla activated. For this purpose, the rod-like actuating element with its rear end area in front of the connection opening of the combustion chamber maps so that this rear area after activating the propellant charge is acted upon by the pressure of the hot gas generated in the combustion chamber. The actuating element is thereby pressed so that it with its front End of the key closing the outlet opening of the storage chamber ment belches. The second propellant charge of the hybrid gas generator according to DE 196 54 315 A1 is ignited with a time delay, so that the course over time of the pressure build-up can be adapted to the corresponding specifications.

Nach der technischen Lehre dieses Standes der Technik ist es ebenfalls möglich, verschiedenartige Druckaufbaucharakteristiken durch die gezielte Verteilung der Treibladungen, durch die Steuerung der Anzündvorgänge und durch andere kon­ struktive Modifizierungen, wie beispielsweise die Bemessung des Querschnitts der Ausströmöffnungen der Brennkammern in den Flaschenteil bzw. den Gasbe­ hälter zu realisieren.According to the technical teaching of this state of the art, it is also possible Different types of pressure build-up characteristics through the targeted distribution of the Propellant charges, by controlling the ignition processes and by other con structural modifications, such as the dimensioning of the cross section  the outflow openings of the combustion chambers in the bottle part or the Gasbe to realize containers.

In einer Ausführungsform des Hybrid-Gasgenerators gemäß der DE 196 54 315 A1 ist die Verwendung von zwei unterschiedlich dimensionierten Treibladungen dar­ gestellt, die jeweils ein Betätigungselement für das Durchstoßen einer Membran an­ treiben, welche jeweils eine von zwei Auslassöffnungen der Speicherkammer ver­ schließen. Auch bei dieser Ausführungsform werden die Treibladungen zeitlich verzö­ gert gezündet, wobei durch die jeweils zuletzt gezündete Treibladung das Gasgemisch zusätzlich aufgeheizt wird.In one embodiment of the hybrid gas generator according to DE 196 54 315 A1 is the use of two differently sized propellant charges provided, each an actuator for piercing a membrane drive, each ver one of two outlet openings of the storage chamber conclude. In this embodiment too, the propellant charges are delayed in time ignited, with the gas mixture being ignited by the last ignited propellant charge is additionally heated.

Mit dem Hybrid-Gasgenerator gemäß der DE 196 54 315 A1 lässt sich zwar ein vor­ gegebener zeitlicher Verlauf des Gasdrucks besser und einfacher realisieren, als dies mit einem einstufigen Gasgenerator möglich wäre. Nachteilig bei einem derartigen mehrstufigen Gasgenerator ist jedoch der hohe Entwicklungsaufwand, insbesondere Simulationsaufwand, bis der Gasgenerator einen vorgegebenen zeitlichen Druckver­ lauf innerhalb zulässiger Toleranzen einhält. Ein weiterer wesentlicher Nachteil sind seine hohen Fertigungskosten, die insbesondere durch die für die Ventilbetätigung erforderlichen Teile verursacht werden.With the hybrid gas generator according to DE 196 54 315 A1 one can admit Realize the given time course of the gas pressure better and easier than this would be possible with a single-stage gas generator. A disadvantage of such multi-stage gas generator, however, is the high development effort, in particular Simulation effort until the gas generator a predetermined temporal Druckver runs within permissible tolerances. Another major disadvantage are its high manufacturing cost, particularly due to that for valve actuation necessary parts are caused.

Zudem verwenden alle bisher konzipierten oder gar ausgeführten Gasgeneratoren jedoch für jede Stufe mindestens einen eigenen Anzünder zur Öffnung von Ventilen, Membranen bzw. zur Erreichung einer Mehrstufigkeit. Damit wird neben den kost­ spieligeren Mehrstufen-Gasgeneratoren auch ein aufwendiges Sensorsystem zur An­ steuerung des Zündsystems und ein wesentlich aufwendigeres Zündsystem selbst not­ wendig.In addition, all previously designed or even implemented gas generators are used however, for each stage at least one separate lighter to open valves, Membranes or to achieve a multi-stage. In addition to the food playful multi-stage gas generators also an elaborate sensor system Control of the ignition system and a much more complex ignition system itself manoeuvrable.

Gefordert werden nun aber andererseits neben einer deutlichen Kostenreduzierung eine Mehrstufigkeit, die programmiert ablaufen kann, wenn der Gasgenerator nur ein­ mal gezündet wurde: Beispielsweise die Erzeugung eines relativ kleinen Massenstro­ mes, um den zunächst noch zusammengefalteten Sack langsam und damit schonend zu entfalten, dann aber diesen Sack dafür um so schneller in der dann noch zur Verfügung stehenden, nun etwas kürzeren Zeit, schnell aufzublasen - man möchte also die festste­ hende Gesamtfunktionszeit des Gasgenerators aufteilen in eine Schwachblasphase und in eine Starkblasphase! - und das, ohne dafür ein zweites Zündsignal liefern und in Form eines teueren Anzündstücks im Gasgenerator verwirklichen zu müssen!On the other hand, a significant cost reduction is now required a multi-stage, which can run programmed, if the gas generator only one times was ignited: For example, the generation of a relatively small mass flow mes to slowly and gently close the sack that was still folded unfold, but then this sack the quicker in the then still available standing, now a little shorter time to inflate quickly - so you want the firmest  dividing the total operating time of the gas generator into a weak blowing phase and in a strong blow phase! - And that without delivering a second ignition signal and in To have to realize the form of an expensive igniter in the gas generator!

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Gasgenerator, insbesondere für Kfz-Airbagsysteme, zu schaffen, der einfach unter Berücksichtigung von Vorgaben für einen zeitlichen Druckverlauf zu entwickeln ist, der hinsichtlich seiner Aufblascharak­ teristik einfach an vorgegebene Erfordernisse anpassbar und flexibel einsetzbar ist und der dabei nur von einem Anzünder bzw. nur von einem Zündsignal angesteuert wird. Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The invention is therefore based on the object of a gas generator, in particular for Automotive airbag systems, which are easy to take into account for specifications to develop a temporal pressure curve that is in terms of its inflation character is easily adaptable to given requirements and can be used flexibly which is only controlled by an igniter or only by an ignition signal. The invention solves this problem with the features of claim 1.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass Gasströme sehr einfach durch Öff­ nungen massenstrommäßig gesteuert werden können und diese Öffnungen durch plat­ zende Membranen definiert - aber dennoch sehr schnell freigegeben werden können. Der mehrstufige Gasgenerator nach der Erfindung umfasst daher mindestens einen Gasbehälter, in welchem ein Vorratsgas enthalten und/oder in welchem Gas erzeugbar und/oder in welchem Gas zuführbar ist, wobei der Gasbehälter mehrere, in Ausström­ richtung hintereinander angebrachte Öffnungsvorrichtungen bzw. öffenbare Auslass­ öffnungen aufweist (diese Auslassquerschnitte liegen damit in Reihe nacheinander bezogen auf die Wirkungsrichtung des Öffnungsmechanismus, wobei die Auslassöff­ nungen hinsichtlich ihrer jeweils einzelnen Querschnitte und hinsichtlich der Gesamt­ querschnittsfläche bewusst strömungsbestimmend für den Massenstrom des Gases ausgebildet sind.The invention is based on the knowledge that gas flows very easily by opening mass flow can be controlled and these openings through plat membrane defined - but can still be released very quickly. The multi-stage gas generator according to the invention therefore comprises at least one Gas container in which a supply gas is contained and / or in which gas can be generated and / or in which gas can be supplied, the gas container having several outflows Directional opening devices or openable outlet has openings (these outlet cross-sections are thus one after the other based on the direction of action of the opening mechanism, the outlet opening with regard to their individual cross sections and with regard to the total cross-sectional area deliberately flow-determining for the mass flow of the gas are trained.

Hierbei wird bewusst ausgenutzt, dass das Öffnungsverhalten von Membranen oder membranartig eingeschweißten Platten (das sind Platten, die auf der strömungsabge­ wandten Seite definiert so eingeschweißt sind, dass beim entsprechenden Differenz­ druck die Schweißnaht aufreißt und die Platte so aufgerissen wird, während Membra­ nen immer so eingeschweißt werden, dass beim entsprechenden Differenzdruck das Material der Membran quasi von der freizugebenden Öffnung ausgestanzt wird, diese wirkt damit als Matrize - die Membranen befinden sich damit voll im mit Gas gefüll­ ten Behälter und strömungsmäßig vor der freizugebenden Öffnung, während die Plat­ ten sich strömungsmäßig nach der freizugebenden Öffnung befinden!) so gesteuert werden kann, dass das Platzen einer derartigen Kaskade von Membranen bzw. Aufge­ hen definiert eingeschweißter Platten und damit hermetisch abgedichteter Gasvolumi­ na zeitlich nacheinander und dabei zwangsweise nach dem Öffnen der ersten Memb­ ran bzw. Platte immer dann erfolgt, wenn der Druckunterschied an der jeweiligen Membran bzw. Platte gerade den Berstdruck bzw. Öffnungsdruck dieser Membran bzw. Platte erreicht:
Bei geschickter Auslegung räumlich hintereinander angebrachter, jeweils mit anderen Drücken und sogar anderen Gasen gefüllter Flaschenteile bewirkt damit das Öffnen der ersten, der Ausblasöffnung am nächsten liegenden Membran bzw. Platte nach einer einstellbaren Zeit zwangsweise das Öffnen der nächsten bedrückten Kammer usw. wie folgt:
Zunächst strömt nach dem Öffnen der ersten, der Ausblasöffnung des Gasgenerators am nächsten liegenden Membran bzw. Platte Gas aus dem ersten bedrückten Volumen aus, der Innendruck sinkt damit, damit sinkt aber auch der Gegendruck an der zweiten Membran bzw. Platte; wenn der Differenzdruck an dieser zweiten Membran bzw. Platte kleiner wird als der Berstdruck bzw. Öffnungsdruck der zweiten Membran bzw. Platte, wird diese zwangsweise zerstört bzw. geht auf. Gas strömt aus dem zweiten bedrückten Volumen aus, der Druck sinkt damit auch hier, bis auch an der Schnittstel­ le dritte Membran der Differenzdruck zum Bersten bzw. Öffnen ausreicht usw. Das Öffnen der einzelnen kaskadierten Gasbehälter erfolgt damit zwangsweise zeitlich hintereinander, nachdem die erste Membran geöffnet wurde.We consciously take advantage of the fact that the opening behavior of membranes or membrane-welded plates (these are plates that are defined on the side facing away from the flow are welded in such a way that the weld seam tears open at the appropriate differential pressure and the plate is torn open, while diaphragms always do so welded in that the material of the membrane is punched out of the opening to be released, at the corresponding differential pressure, this thus acts as a matrix - the membranes are thus fully in the gas-filled container and in terms of flow in front of the opening to be released, while the plates are in flow after the opening to be released!) can be controlled so that the bursting of such a cascade of membranes or Aufge hen defined welded plates and thus hermetically sealed Gasvolumi na in succession and inevitably after opening the first membrane ran or w. plate always occurs when the pressure difference on the respective membrane or plate just reaches the bursting pressure or opening pressure of this membrane or plate:
With a clever design of bottle parts which are spatially arranged one behind the other and each filled with different pressures and even other gases, opening the first membrane or plate closest to the blow-out opening forcibly opens the next pressurized chamber after an adjustable time, as follows:
First, after opening the first membrane or plate closest to the blow-out opening of the gas generator, gas flows out of the first depressed volume, the internal pressure drops with it, but with it the back pressure on the second membrane or plate also decreases; if the differential pressure on this second membrane or plate becomes smaller than the bursting pressure or opening pressure of the second membrane or plate, it is inevitably destroyed or opens. Gas flows out of the second depressed volume, the pressure also drops here until the differential pressure at the interface of the third membrane is sufficient to burst or open, etc. The individual cascaded gas containers are therefore forced to open in succession after the first membrane was opened.

Das Prinzip ist theoretisch auf für die Praxis beliebig viele Stufen ausweitbar. Die Öffnungen für den Gasstrom liegen damit räumlich in der Art einer Serienschal­ tung hintereinander, während die Öffnungen bei herkömmlichen mehrstufigen Gasge­ neratoren immer räumlich nebeneinander angeordnet sind, quasi in einer Art Parallel­ schaltung der Ventilöffnungen, so auch bei Anmeldung Nr. 10033324-9. Theoretically, the principle can be extended to any number of levels in practice. The openings for the gas flow are spatially in the manner of a series scarf tion in succession, while the openings in conventional multi-stage gas systems generators are always arranged side by side, in a kind of parallel switching of the valve openings, also with registration no. 10033324-9.  

Eine Abart dieses Verfahrens liegt vor, wenn man entweder eine Membran mit örtlich unterschiedlicher Wandstärke einbaut, vgl. Fig. 1 und 2a bis 2c, eine mindestens zweigeteilte membranartig eingeschweißte Platte als Abschluß eines Gasbehälters verwendet, Fig. 2d bis 2f, oder die Membran selbst oder deren Träger innerhalb des Gasgenerators durch den erzeugten Überdruck sich ausreißen und über die Gasaus­ trittsöffnung des Gasgenerators schieben lässt, vgl. hierzu Fig. 7 und 8:
Damit wird zunächst eine nur kleine Öffnung für das ausströmende Gas freigegeben, wohingegen die gesamte Öffnung hier erst dann frei wird, wenn bei gleichzeitig statt­ findendem Gasfluß in den Gasbehälter der Innendruck hier so stark angestiegen ist, dass die noch stehende Membran aufreißt, ausreißt oder die restliche Platte ausge­ drückt wird! (die Brennkammer bläst beispielhaft strahlartig in den Gasbehälter so stark hinein, dass der Massenstrom hinein größer ist als der Massenstrom des Misch­ gases aus der verbleibenden Öffnung dieses Behälters heraus Richtung Gasaustritt). Durch diesen Kunstgriff können in einer Baustufe zwei Funktionsstufen realisiert wer­ den!A variant of this method exists if either a membrane with locally different wall thickness is installed, cf. Fig. 1 and 2a to 2c, an at least two-part membrane-like welded plate used as the end of a gas container, Fig. 2d to 2f, or the membrane itself or its support within the gas generator tear out by the generated pressure and push over the gas outlet opening of the gas generator leaves, cf. For this purpose, Fig. 7 and 8:
This initially only opens a small opening for the outflowing gas, whereas the entire opening only becomes free here when the internal pressure has risen so much that the membrane still tears open, tears out or that while the gas flow takes place into the gas container at the same time remaining plate is squeezed out! (The combustion chamber, for example, blows so strongly into the gas container that the mass flow into it is greater than the mass flow of the mixed gas from the remaining opening of this container towards the gas outlet). With this trick, two functional levels can be realized in one construction stage!

Als Einstellgrößen für den aus dem Generator austretenden Massenstrom gibt es damit bei der erfindungsgemäßen seriellen Anordnung der steuerbaren Öffnungen bzw. Druckkammern folgende Parameter bzw. Einflußgrößen:
With the serial arrangement of the controllable openings or pressure chambers according to the invention, there are the following parameters or influencing variables as setting variables for the mass flow emerging from the generator:

• 1. Das Volumen der einzelnen bedrückten und von den Membranen bzw. Platten abgeschlossen Flaschenteile1. The volume of the individual printed and from the membranes or plates completed bottle parts
• 2. Die Gasart in den einzelnen Volumina - theoretisch kann beispielsweise in der ersten Kammer Helium sein, in der zweiten Luft, in der dritten ein Flüssiggas um beispielsweise den Kammerdruck möglichst lange durch den Phasenübergang flüssig-gasförmig stabil zu halten, das Expandieren nach dem Aufblasen des Sa­ ckes durch die Phasenumwandlung im Sack selbst noch zu ermöglichen oder zu­ sätzlich Energie zu erzeugen durch das Entflammen des Gasgemisches, sofern das Flüssiggas entzündlich bzw. brennbar ist, es kann Gas in fester Form, beispiels­ weise Trockeneis eingebracht werden, weiter inertes Gas wie wie Helium, Argon, Kohlendioxid, Stickstoff oder Gase mit gespeicherter innerer Energie wie Butan, Propan, Wasserstoff, Acetylen2. The gas type in the individual volumes - theoretically, for example, in the first chamber be helium, in the second air, in the third a liquid gas for example, the chamber pressure as long as possible through the phase transition To keep liquid-gaseous stable, expanding after inflating the Sa ckes through the phase change in the sack itself generate additional energy by igniting the gas mixture, if that Liquid gas is flammable or flammable, it can be gas in solid form, for example wise dry ice, inert gas such as helium, argon,  Carbon dioxide, nitrogen or gases with stored internal energy such as butane, Propane, hydrogen, acetylene
• 3. Der jeweilige Gasdruck, der in Abhängigkeit zur Belastungsfähigkeit der Memb­ ran in jeder Kammer anders sein kann3. The respective gas pressure, which is dependent on the load capacity of the membrane can be different in each chamber
• 4. Das Material der Membran4. The material of the membrane
• 5. Die Dicke der Membran5. The thickness of the membrane
• 6. Die Geometrie der Membran (gleichmäßig dick oder sich zur Mitte hin verjün­ gend)6. The geometry of the membrane (uniformly thick or tapering towards the center quietly)
• 7. Die Oberflächenstruktur der Membran (glatt oder genarbt bzw. gekerbt, um das Berstverhalten selbst steuern zu können)7. The surface structure of the membrane (smooth or grained or notched to the Be able to control bursting behavior yourself)
• 8. Die Querschnittsfläche der von den Membranen bzw. Platten verschlossenen Aus­ laßöffnungen8. The cross-sectional area of the closed by the membranes or plates laßöffnungen
• 9. Die Form der Querschnittsfläche, d. h. in Strömungsrichtung konstant bleibend, konkav sich verkleinernd, konvex sich vergrößernd oder lavaldüsenartig sich zu­ nächst verkleinernd, dann wieder sich vergrößernd - damit lässt sich zusätzlich sowohl die Mischcharakteristik wie das Strömungsverhalten sehr dezidiert den Er­ fordernissen bzw. Vorgaben anpassen9. The shape of the cross-sectional area, i. H. constant in the direction of flow, shrinking concavely, convexly enlarging or laval nozzle-like first shrinking, then enlarging again - this can also be used both the mixing characteristics and the flow behavior are very decisive for the Er adjust requirements or specifications
• 10. Die Ausgestaltung der Kanten der Öffnung, an denen die Membranen ausgestanzt werden10. The design of the edges of the opening at which the membranes are punched out become
• 11. Die Ausgestaltung der Schweißnaht bei den membranartig eingeschweißten Plat­ ten11. The design of the weld seam in the membrane-welded plat th
• 12. Die Ausgestaltung der beschleunigenden Aufnahmebohrung für die eingeschweiß­ ten Platten (d. h. liegt die Platte direkt auf dem die Öffnung bildenden Flasche­ nabschluß auf oder ist die Platte mehrere Millimeter oder gar Zentimeter tief im Material des Flaschenabschlusses eingelassen und wird daher beim Aufreißen der Schweißnaht erst länger beschleunigt, wobei die Platte hierbei das Gas davor ver­ dichtet bzw. vor sich herschiebt)12. The design of the accelerating mounting hole for the welded plates (i.e. the plate lies directly on the bottle forming the opening or the plate is several millimeters or even centimeters deep Material of the bottle cap is inserted and is therefore when the tear The weld seam accelerates for a longer time, whereby the plate verifies the gas in front of it seals or slides in front)
• 13. Die Größe der Masse, die auslassseitig vor der Membran in der freizumachenden Öffnung angebracht ist 13. The size of the mass to be exposed on the outlet side in front of the membrane Opening is attached  
• 14. Die Art der Befestigung dieser Masse in bzw. an der freizumachenden Öffnung (Kleben, Verstiften, Verkeilen), um damit das Öffnungsverhalten dieser Öffnung in weiten Grenzen variieren zu können!14. The type of attachment of this mass in or on the opening to be cleared (Gluing, pinning, wedging) in order to change the opening behavior of this opening to be able to vary within wide limits!
• 15. Die Ausbildung des Dichtsystems bzw. des Spalts zwischen der abdichtenden bzw. absperrenden Platte und der freizumachenden Öffnung - beispielsweise kann eine geringe Leckage von einer bedrückten Kammer in die vorherige erwünscht sein, um massenstrommäßig einen Übergang von einer Stufe zur nächsten zu ver­ wirklichen!15. The formation of the sealing system or the gap between the sealing or blocking plate and the opening to be cleared - for example a small leak from a depressed chamber to the previous one is desirable in order to measure a mass flow transition from one stage to the next real!
• 16. Die Zahl der jeweils bei gleichem Druckniveau sich öffnenden Öffnungen einer jeden Druckkammer (beispielsweise kann eine oder mehrere Kammern durch eine Platte abgeschlossen werden, in der sich neben einer Zentralbohrung noch drei weiter außen angebrachten größere Bohrungen befinden; alle Bohrungen sind mit Membranen oder membranartig eingeschweißten Platten verschlossen; wird nun die Zentralbohrung bei Erreichen des Berstdrucks der hier aufgebrachten Memb­ ran geöffnet, strömt Gas aus dieser Kammer ab, nach programmierter Zeit wird damit die nächste Druckflasche geöffnet, die nun so viel Gasmenge in die vorige Kammer strömen lässt, dass hier der Druck nun trotz offener Zentralbohrung hö­ her ansteigt, als diese Kammer überhaupt vorher bedrückt war, worauf erst die Membranen vor den äußeren Bohrungen bersten, siehe hierzu Fig. 6: Damit kann also beispielsweise ein hoher Massenstrom aus dem Generator bewirkt werden, obwohl zeitlich vorher ein geringerer Massenstrom gefordert war - eine Forde­ rung, die sonst nur durch das Öffnen eines Teilstücks der Membran oder Platte (siehe Fig. 2) bzw. durch eine während der Funktion des Generators erzwungene Verschiebung gleich des ganzen Flaschenabschlusses möglich ist (siehe Fig. 7 und 8)16. The number of openings of each pressure chamber that open at the same pressure level (for example, one or more chambers can be closed off by a plate in which, in addition to a central hole, there are three larger holes located further out; all holes are with membranes or membrane-like welded plates closed; if the central bore is opened when the bursting pressure of the membrane applied here is reached, gas flows out of this chamber; after a programmed time, the next pressure bottle is opened, which now allows so much gas to flow into the previous chamber that here the pressure now rises, despite the open central bore, higher than this chamber was previously depressed, whereupon the membranes burst before the outer bores, see Fig. 6: Thus, for example, a high mass flow from the generator can be brought about, although earlier a lower mass flow ge was a requirement that is otherwise only possible by opening a section of the membrane or plate (see Fig. 2) or by a displacement of the entire bottle closure that is forced during the function of the generator (see Figs. 7 and 8)
• 17. Die Querschnittsverhältnisse der einzelnen Öffnungen17. The cross-sectional relationships of the individual openings
• 18. Die Verschiedenheit in der Festigkeit der hier eingesetzen Membranen bzw. die Festigkeit der bei den Platten eingebrachten Schweißnähte18. The difference in the strength of the membranes used here or the Strength of the welds made in the panels
• 19. Die Verschiedenheit der Ausgestaltung der hier verwendeten Öffnungen. 19. The diversity of the design of the openings used here.  
• 20. Die Beladung der Brennkammer mit geometrisch und materialmäßig unterschied­ lichen Treibladungen == wird hier nur als weitere Steuerungsmöglichkeit für den Massenstrom angeführt aber nicht ausgeführt, weil die Möglichkeiten hier trivial und eingeführt sind.20. The loading of the combustion chamber with geometric and material differences Lichen propellant charges == is only here as a further control option for the Mass flow mentioned but not executed, because the possibilities here are trivial and are introduced.

Die Wirkung aller oben aufgelisteten Einflußgrößen wird in einer Rechnersimulation zunächst grob erfasst und danach in einigen wenigen Versuchen nachgewiesen bzw. optimiert!The effect of all influencing variables listed above is shown in a computer simulation initially roughly recorded and then verified in a few experiments or Enhanced!

Nach einer Ausführungsform ist der erfindungsgemäße Gasgenerator als Hybrid- Gasgenerator ausgebildet, wobei das gleiche Verfahren auch für einen reinen Kaltgas­ generator möglich ist - es muß lediglich die erste Membran bzw. Platte definiert und zum kommandierten Zeitpunkt zerstört bzw. geöffnet werden. Die hier dann mögli­ chen Öffnungsarten sind in den Fig. 10 bis 14 skizziert.According to one embodiment, the gas generator according to the invention is designed as a hybrid gas generator, the same method also being possible for a pure cold gas generator - only the first membrane or plate has to be defined and destroyed or opened at the commanded point in time. The types of openings then possible here are outlined in FIGS . 10 to 14.

Die Auslassöffnungen des Gasbehälters sind vorzugsweise mittels jeweils einer zer­ störbaren Membran verschlossen. Die Membran ist vorzugsweise so ausgebildet und dimensioniert, dass sie lediglich Zugspannungen übertragen kann. Dies hat zur Folge, dass die Membran bei einer ausreichenden Störung des Spannungsfeldes an einer be­ liebigen Stelle sprungartig platzt oder aufreißt und den gesamten Öffnungsquerschnitt sprungartig (d. h. extrem schnell) freigibt.The outlet openings of the gas container are preferably each by means of a zer closed disturbable membrane. The membrane is preferably designed and dimensioned so that it can only transmit tensile stresses. As a consequence, that the membrane with a sufficient disturbance of the voltage field at a anywhere bursts or tears open and the entire opening cross-section abruptly (i.e. extremely quickly).

Besteht die Forderung nach extrem schneller Öffnung nicht, werden mit Vorteil auch die membranartig öffenbaren Platten für das Verschließen der Öffnungen der einzel­ nen Druckkammern verwendet.If there is no demand for extremely fast opening, it will also be advantageous the membrane-like openable plates for closing the openings of the individual NEN pressure chambers used.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further embodiments of the invention result from the subclaims.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungs­ beispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention is described below with reference to the embodiment shown in the drawing examples explained in more detail. The drawing shows:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines zweistufigen Hybrid- Gasgenerators, wobei der pyrotechnische Teil des Generators stets nicht als vollwertige Stufe mitgerechnet wird, auch wenn sich der hier erzeugte Gas­ strom natürlich den Massenströmen aus den einzelnen Flaschenteilen über­ lagert; Figure 1 is a longitudinal section through an embodiment of a two-stage hybrid gas generator, the pyrotechnic part of the generator is not always counted as a full stage, even if the gas generated here is of course superimposed on the mass flows from the individual parts of the bottle.

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Wirkungsweise einer Zweistufigkeit durch das Öffnen einer Membran mit variabler Materialdicke sowie das gleichwertige Öffnen einer Teilfläche einer membranartig eingeschweißten festen Platte; Figure 2 is a schematic representation of the operation of a two-stage by opening a membrane with a variable material thickness and the equivalent opening of a partial surface of a membrane-welded solid plate.

Fig. 3 den damit erzielbaren Kannendruckverlauf (als Kanne wird weltweit ein großes geschlossenes Druckgefäß bezeichnet, dessen Innenvolumen ge­ normt ist, in den die Gasgeneratoren anstelle des normalerweise an den Gasgenerator angeflanschten Sackes/Airbags einblasen, um hierbei den Druckverlauf aufzunehmen: Damit wird die Leistung jedes damit geprüften Gasgenerators in einfacher und reproduzierbarer Weise mit der eines ande­ ren vergleichbar und damit wertbar); Fig. 3 the can pressure curve that can be achieved with it (a large closed pressure vessel is referred to worldwide as a can, the internal volume of which is standardized, into which the gas generators blow in instead of the sack / airbag normally flanged onto the gas generator, in order to absorb the pressure curve here: this increases the performance each gas generator tested with it can be compared in a simple and reproducible manner with that of another and therefore valuable);

Fig. 4a einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines zweistufigen Hybrid- Gasgenerators für einen im Vergleich zu Fig. 3 völlig umgedrehten Druckverlauf in der Kanne, wobei hier beispielshaft nur Membranen mit örtlich nicht variabler Dicke verwendet werden (gleichartig: Nur einteilige, membranartig eingeschweißte Platten, hier aber nicht eingezeichnet, Prinzip nach Fig. 15); 4a shows a longitudinal section through an embodiment of a two-stage hybrid gas generator 3 completely inverted pressure profile in the pot, wherein by way of example only membranes are used with not locally variable thickness (similarly for a compared to Fig. Only one-piece membrane-like welded plates. but not shown here, principle according to FIG. 15);

Fig. 4b den damit erzielbaren Kannendruckverlauf Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines dreistufigen Hybrid- Gasgenerators, wobei hier beispielhaft wieder nur Membranen mit örtlich nicht variabler Dicke verwendet werden (gleichartig: Nur einteilige, memb­ ranartig eingeschweißte Platten, hier aber nicht eingezeichnet, Prinzip nach Fig. 18 und 19); Figure 4b shows the achievable Can pressure curve 5 shows a longitudinal section through an embodiment of a three-stage hybrid gas generator, by way of example only membranes are used with not locally variable thickness again (similarly:.. Only one-piece, memb ranartig welded plates, but not shown here, Principle according to FIGS. 18 and 19);

Fig. 6 Den damit erreichbaren Kannendruckverlauf; Fig. 6 is the so achievable Can pressure curve;

Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines vierstufigen Hybrid- Gasgenerators, wobei hier beispielhaft wieder nur Membranen mit örtlich nicht variabler Dicke verwendet werden (gleichartig: Nur einteilige, memb­ ranartig eingeschweißte Platten, hier aber nicht eingezeichnet, Prinzip nach Fig. 18 und 19); Fig. 7 is a longitudinal section through an embodiment of a four stage hybrid gas generator, by way of example only membranes be reused with not locally variable thickness (similarly: Only one-piece, memb ranartig welded plates, but not shown here, principle according to Figures 18 and 19. );

Fig. 8a einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines vierstufigen Hybrid- Gasgenerators vor der Aktivierung, wobei hier beispielhaft wieder nur Membranen mit örtlich nicht variabler Dicke verwendet werden (gleichar­ tig: Nur einteilige, membranartig eingeschweißte Platten, hier aber nicht eingezeichnet, Prinzip nach Fig. 18 und 19). Anstelle der Öffnung von zu­ sätzlichen Membranen oder Plattenteilen für die zweite Stufe wird hier je­ doch gleich der ganze Membranträger einfach vom Innendruck verschoben und damit der gesamte Innenquerschnitt für den Gasfluß der zweite Stufe freigegeben! 8a shows a longitudinal section through an embodiment of a four stage hybrid gas generator prior to activation, wherein by way of example again only uses membranes with not locally variable thickness (gleichar tig. Only one-piece membrane-like welded plates, but not shown here, principle according to FIG. 18 and 19). Instead of opening additional membranes or plate parts for the second stage, the entire membrane carrier is simply shifted from the internal pressure and the entire internal cross-section is released for the gas flow of the second stage!

Fig. 8b Der vierstufige Gasgenerator nach Aktivierung bei Funktion der zweiten Stufe, die dritte und vierte Stufe des Gasgenerators sind hier noch nicht zu­ geschaltet (Membranen 43 und 45 sind noch geschlossen). Fig. 8b The four-stage gas generator after activation when the second stage functions, the third and fourth stages of the gas generator are not yet switched on (membranes 43 and 45 are still closed).

Fig. 9 Der Kannendruckverlauf für die vierstufigen Gasgeneratoren nach Fig. 7 bis 8b. Fig. 9 The can pressure curve for the four-stage gas generators according to Fig. 7 to 8b.

Fig. 10 Die Ausführungsform eines zweistufigen Gasgenerators: Die Zweistufigkeit wird wie schon aufgezeigt durch die Verwendung einer Membran 69 mit örtlich variabler Dicke, die Membran selbst wird hier von einer kleinen Membran 61 aufgeschossen, das Projektil selbst ist also ebenfalls wieder eine Membran, die vorher gleichzeitig die Brennkammer 150 mit der Akti­ vierungseinrichtung 19 hermetisch dicht abschließt. Fig. 10 The embodiment of a two-stage gas generator: The two-stage is as already shown by the use of a membrane 69 with a locally variable thickness, the membrane itself is shot open by a small membrane 61 , so the projectile itself is also a membrane, which was previously at the same time hermetically seals the combustion chamber 150 with the activation device 19 .

Fig. 11 Die Prinzipdarstellung verschiedener Öffnungsverfahren für die beim Mehrstufer verwendete erste Membran der jeweils hintereinander geschalte­ ten Membranen: Aufstechen mit pyrotechnisch aktivierter Hohlnadel, elekt­ romagnetisch betätigter Hohlnadel und pneumatisch betätigter Hohlnadel. Fig. 11 The schematic diagram of different opening methods for the first membrane used in the multi-tier system of the membranes connected in series: piercing with pyrotechnically activated hollow needle, electro-magnetically operated hollow needle and pneumatically operated hollow needle.

Fig. 12 Wie Fig. 11, die jeweiligen Aktuatoren sind hier jedoch im mit Speicher­ gas 144 bedrückten Volumen des Gasgenerators 70 eingebaut. Fig. 12 As in Fig. 11, the respective actuators are, however, installed in the volume of the gas generator 70 which is pressurized with storage gas 144 .

Fig. 13 Die Prinzipdarstellung weiterer verschiedener Öffnungsverfahren für die beim Mehrstufer verwendete erste Membran der jeweils hintereinander ge­ schalteten Membranen: Wegdrücken einer Membran-Stützeinrichtung (Bal­ ken) 77 durch einen pyrotechnischen Aktuator 76 oder durch einen Elektro­ magneten bzw. einen pneumatischen Kolben. Fig. 13 The schematic diagram of other different opening methods for the first membrane used in the multi-tier membrane of the membranes connected in series: pushing away a membrane support device (bal ken) 77 by a pyrotechnic actuator 76 or by an electromagnet or a pneumatic piston.

Fig. 14 Prinzipdarstellung der Membran-Stützeinrichtung. Fig. 14 Schematic diagram of the membrane support device.

Fig. 15 Die Prinzipdarstellung weiterer verschiedener Öffnungsverfahren für die beim Mehrstufer verwendete erste Membran der jeweils hintereinander ge­ schalteten Membranen: Wirbelstrominduziertes direktes Ausdrücken der Membran 160 (Fig. 15a) und durch Wirbelströme angetriebene Stanzvor­ richtung 1 Hohlnadel 154 (Fig. 15b), die Erregerspule 152 ist jeweils im vom Speichergas 12 erfüllten Volumen des Gasbehälters 10 untergebracht. Fig. 15 The schematic diagram of other different opening methods for the first membrane used in the multi-tier of the membranes connected in series: eddy current-induced direct expression of the membrane 160 ( Fig. 15a) and eddy currents driven punching device 1 hollow needle 154 ( Fig. 15b), the excitation coil 152 is accommodated in the volume of the gas container 10 filled by the storage gas 12 .

Fig. 16 Wie Fig. 16, die Erregerspulen sind hier jedoch in der auf die erste Memb­ ran folgende Wirbelkammer bzw. im Raum mit den Auslassöffnungen 8 eingebaut, sie werden also vom Speichergas nicht bedrückt, aber auch nicht von Umwelteinflüssen geschützt. Allerdings müssen dafür die Kabeldurch­ führungen nicht hermetisch dicht ausgeführt werden. Fig. 16 Like Fig. 16, but the excitation coils are installed here in the swirl chamber following the first membrane or in the space with the outlet openings 8 , so they are not depressed by the storage gas, but are also not protected from environmental influences. However, the cable entries do not have to be hermetically sealed.

Fig. 17 Wie Fig. 15 bzw. 16, die Energiezuführung für die Erregerspule 152 er­ folgt nun aber jeweils über eine außen angebrachte Feldspule 158. Hierbei ist es unerheblich, ob die Erregerspule 152 im gasbedrückten Teil des Gas­ behälters 10 angebracht sind, oder außerhalb, es ist ebenfalls unerheblich, ob die Membran durch die direkte Einwirkung des Erregerfeldes aufgesto­ ßen wird oder über ein irgendwie gestaltetes Werkzeug, das insbesondere die Form einer Hohlnadel hat, in dem die Wirbelströme durch den Stroman­ stieg in der Erregerspule erzeugt werden und das Werkzeug daraufhin ge­ gen die zu öffnende Membran gedrückt wird. Fig. 17 Like Fig. 15 or 16, the energy supply for the excitation coil 152 but he now follows each via an externally attached field coil 158th It is irrelevant whether the excitation coil 152 is attached in the gas-pressurized part of the gas container 10 or outside, it is also irrelevant whether the membrane is pushed open by the direct action of the excitation field or via a somehow designed tool, in particular the shape has a hollow needle in which the eddy currents are generated by the current rising in the excitation coil and the tool is then pressed against the membrane to be opened.

Fig. 18 Drei mögliche Ausführungsformen eines Plattensystems, das anstelle eines Membransystems, bestehend aus Membranträger und Membran, eingesetzt werden kann, um zum vorher bestimmten Zeitpunkt eine Öffnung für die Entleerung eines mit einem Speichergas bedrückten Volumens freizugeben. Fig. 18 Three possible embodiments of a plate system, which can be used instead of a membrane system consisting of membrane support and membrane to open an opening for the emptying of a volume containing a storage gas at a predetermined time.

Fig. 19 Eine weitere mögliche Ausführungsform eines Plattensystems, hier beste­ hend aus einer frei beweglichen Platte 108 bzw. 109, das erst nach Errei­ chen des Berstdrucks einer aufliegenden Membran oder Folie 81 bzw. 112 bedrückt wird und danach erst nach einer vorgewählten, durch die Masse der Platte, deren Querschnitt, dem auf sie einwirkenden Druck und der Be­ schleunigungsstrecke 113 bestimmten Zeit die Öffnung für die Gasströ­ mung frei macht. Fig. 19 Another possible embodiment of a plate system, consisting here consisting of a freely movable plate 108 or 109 , which is only depressed after reaching the bursting pressure of an overlying membrane or film 81 or 112 and only after a preselected by which Mass of the plate, the cross section, the pressure acting on it and the acceleration path 113 determined time the opening for the gas flow clears.

Der in Fig. 1 dargestellte Hybrid-Gasgenerator 1 ist zweistufig ausgebildet und um­ fasst eine Brennkammer 2 und einen Gasbehälter 12. Die Brennkammer 2 ist an ihrem rückwärtigen Ende mittels eines Verschlussteils 20 verschlossen, wobei im Ver­ schlussteil 20 mindestens eine Aktiviervorrichtung 19 zum Aktivieren eines gaserzeu­ genden Materials in der Brennkammer 2 (nicht gezeichnet) angeordnet ist. Die Akti­ viervorrichtung 19 ist vorzugsweise als mittels eines elektrischen Signals ansteuerba­ rer Anzünder ausgebildet. Die axial verlaufenden Wandungen der Brennkammer 2 können, wie in Fig. 1 dargestellt, vorzugsweise als Rohrabschnitt ausgebildet sein.Shown in FIG. 1 hybrid gas generator 1 is formed in two stages and to summarizes a combustion chamber 2 and a gas container 12. The combustion chamber 2 is closed at its rear end by a closure member 20, wherein in the Ver circuit part 20 at least one activation device (not shown) 19 for activating a gaserzeu constricting material in the combustion chamber 2 is arranged. The Akti fourvorrichtung 19 is preferably formed as an igniter by means of an electrical signal igniter. As shown in FIG. 1, the axially extending walls of the combustion chamber 2 can preferably be designed as a tube section.

Der Gasbehälter 10, dessen axial verlaufende Außenwandung ebenfalls als Rohrab­ schnitt ausgebildet sein kann, ist an seinem vorderen, der Brennkammer 2 zugewandten Ende, mit einem Endstück 16 verbunden, in welchem, vorzugsweise in der Achse der Brennkammer 2 verlaufend, ein Führungskanal mit einem darin steckenden Projektil 5 ausgebildet ist. Das Endstück 16 ist ebenfalls mit den vorderen Enden der die Brenn­ kammern 2 bildenden Rohrabschnitte verbunden. Diese Elemente können aus Metall oder einem geeigneten Kunststoff bestehen. Anstelle des in Fig. 1 dargestellten mehr­ teiligen Aufbaus können die genannten Elemente selbstverständlich auch ganz oder teilweise einstückig miteinander ausgebildet sein.The gas container 10 , whose axially extending outer wall can also be designed as a Rohrab section, is connected at its front end facing the combustion chamber 2 with an end piece 16 , in which, preferably extending in the axis of the combustion chamber 2 , a guide channel with one therein projectile 5 is formed. The end piece 16 is also connected to the front ends of the combustion chambers 2 forming tube sections. These elements can consist of metal or a suitable plastic. Instead of the multi-part construction shown in FIG. 1, the elements mentioned can of course also be formed in one piece in whole or in part.

Im vorderen Endbereich des Gasbehälters 10 sind Auslassöffnungen 8 vorgesehen, durch die das im Gasbehälter 10 gespeicherte Gas 12 nach außen gewollt dann ab­ strömt, wenn die Auslassmembran zerstört ist und sich damit der Gasbehälter entlädt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Auslassmembrane, bestehend aus dem Randteil 32, dem dicken Abschnitt 9 und dem dünnen Zentralteil 30 in einem Ver­ schlusselement 7 gehalten, welches im vorderen Endbereich des Rohrabschnitts des Gasbehälters 10 angeordnet und mit diesem dicht verbunden ist. Das Verschlussele­ ment 7 kann wiederum aus Metall oder Kunststoff bestehen und mit dem Rohrab­ schnitt des Gasbehälters verschweißt oder einstückig mit diesem verbunden sein. Die Auslaßmembran kann in diesem Fall auch einstückig mit dem Verschlusselement aus­ gebildet sein oder sie wird nachträglich mit dem Verschlussteil verschweißt, im Falle von Kunststoff beispielsweise mittels eines Ultraschall-Schweißverfahrens.In the front end region of the gas container 10 , outlet openings 8 are provided, through which the gas 12 stored in the gas container 10 intentionally flows outwards when the outlet membrane is destroyed and the gas container is thus discharged. In the illustrated embodiment, the outlet membrane, consisting of the edge part 32 , the thick section 9 and the thin central part 30 is held in a closure element 7 , which is arranged in the front end region of the tube section of the gas container 10 and is tightly connected to it. The Sperrele element 7 can in turn consist of metal or plastic and welded to the Rohrab section of the gas container or be integrally connected to this. In this case, the outlet membrane can also be formed in one piece with the closure element or it is subsequently welded to the closure part, in the case of plastic, for example, by means of an ultrasonic welding process.

Im Folgenden wird kurz die Funktion des in Fig. 1 dargestellten Hybrid-Gasgenerators erläutert: Nach dem Aktivieren der jeweiligen Aktiviervorrichtung 19 wird das im Innenraum der Brennkammer 2 enthaltene gaserzeugende Material aktiviert. Durch die Gaserzeugung erfolgt im Innenraum der Brennkammer 2 ein Druckanstieg. Die Brennkammer-Auslassmembran 15 ist jeweils hinsichtlich ihrer Dicke und ihres Mate­ rials in Abhängigkeit vom Querschnitt des das Projektil 5 haltenden Führungskanals so dimensioniert, dass bei einem vorgegebenen Schwellendruck innerhalb sehr enger Toleranzen ein Zerstören der Membran im Bereich des Querschnitts des Führungska­ nals erfolgt. Das im Führungskanal gehaltene Projektil 5 wird nach dem Zerstören der Membran 15 plötzlich mit dem entsprechenden Schwellendruck beaufschlagt. Das Projektil 5 wird dabei so extrem definiert beschleunigt und über die gesamte Lauflänge im Führungskanal bis zu seinem Austreten aus dem Führungskanal geführt. Die Lauf­ länge ist dabei als diejenige Länge des Führungskanals definiert, die das Projektil von seiner Ausgangsposition im Führungskanal bis zu seinem Austreten aus dem Füh­ rungskanal durchläuft. Die Lauflänge bestimmt neben anderen Faktoren (Beaufschla­ gungsdruck, Masse des Projektils, etc.) die Endgeschwindigkeit des Projektils beim Verlassen des Führungskanals.The function of the hybrid gas generator shown in FIG. 1 is briefly explained below: After activating the respective activation device 19 , the gas-generating material contained in the interior of the combustion chamber 2 is activated. The gas generation causes an increase in pressure in the interior of the combustion chamber 2 . The combustion chamber outlet membrane 15 is dimensioned in each case with respect to its thickness and its material depending on the cross section of the guide channel holding the projectile 5 such that, at a predetermined threshold pressure, the membrane is destroyed in the region of the cross section of the guide channel within very narrow tolerances. The projectile 5 held in the guide channel is suddenly subjected to the corresponding threshold pressure after the membrane 15 has been destroyed. The projectile 5 is accelerated in an extremely defined manner and is guided over the entire barrel length in the guide channel until it emerges from the guide channel. The barrel length is defined as the length of the guide channel that the projectile passes through from its starting position in the guide channel until it exits the guide channel. In addition to other factors (application pressure, mass of the projectile, etc.), the barrel length determines the final speed of the projectile when it leaves the guide channel.

Das Projektil 5 wird mit einer vorbestimmten Endgeschwindigkeit aus dem Führungs­ kanal ausgestoßen und fliegt in Richtung auf den dünnen zentralen Teil 30 der zuge­ ordneten zerstörbaren Auslassmembran zu, welche es beim Auftreffen durchbohrt bzw. ein Loch einstanzt. Insbesondere durch entsprechende Formgebung der Vorder­ fläche des Projektils etwa in Form eines konkav geformten Stanzwerkzeuges 120 wird das Ausstanzverhalten noch verstärkt. Demzufolge tritt ein Gemisch des im Gasbehäl­ ter 10 gespeicherten, mit einem vorgegebenen Druck enthaltenen Vorratsgases 12 durch dieses Loch aus und strömt über die Auslassöffnungen 8 nach außen beispiels­ Weise in einen Airbagsack ab - Stufe 1 des Mehrstufengenerators. Gleichzeitig strömt Heißgas aus der Brennkammer 2 und richtigungsmäßig bestimmt wie strahlmäßig geformt durch den Führungskanal des Projektils in den nun offenen Gasbehälter 10 durch das vom Projektil geschaffene Loch ein und durchmischt sich dort mit dem Speichergas 12. Nachdem das Heißgas einen einstellbaren Teil der durch das Projektil geschaffenen Öffnung in der Auslassmembran für sein Strömen einnimmt und nur der Randbereich vom ausströmenden Mischgas verwendet werden kann, kommt es im vormaligen Gasbehälter 10 zu einem ansteigenden Gesamtdruck solange, bis der nun deutlich angewachsene Gesamtdruck den dickeren Randteil 9 der Auslassmembran zum Aufplatzen bringt - und damit den gesamten Querschnitt der Auslassmembran schlagartig freigibt - Stufe 2 des Mehrstufengenerators!The projectile 5 is ejected from the guide channel at a predetermined final speed and flies in the direction of the thin central part 30 of the assigned destructible outlet membrane, which pierces it upon impact or punches a hole. The punching behavior is reinforced in particular by appropriate shaping of the front surface of the projectile, for example in the form of a concave punch 120 . Accordingly, a mixture of the stored in the gas container 10 , contained with a predetermined pressure supply gas 12 through this hole and flows out through the outlet openings 8 to the outside, for example, in an airbag bag - stage 1 of the multi-stage generator. At the same time, hot gas flows out of the combustion chamber 2 and, as determined in the correct manner as shaped like a jet, flows through the guide channel of the projectile into the now open gas container 10 through the hole created by the projectile and mixes there with the storage gas 12 . After the hot gas takes up an adjustable part of the opening in the outlet membrane created by the projectile for its flow and only the edge area of the outflowing mixed gas can be used, the total gas pressure in the former gas container 10 increases until the now significantly increased total pressure becomes the thicker Edge part 9 of the outlet membrane bursts - and thus suddenly reveals the entire cross section of the outlet membrane - stage 2 of the multi-stage generator!

Diese Vorgänge sind in Fig. 2 skizziert:
Fig. 2a: Das Projektil 23 fliegt auf die durch den Innendruck p der Gasfüllung 12 belasteten Auslassmembran zu.
Fig. 2b: Das Projektil hat den dünnen Zentralteil der Membran durchbohrt bzw. aufgestanzt, das Speichergas strömt aus, gleichzeitig strömt Heißgas aus der Brenn­ kammer 2 durch dieses Loch in den Gasbehälter 10 plasmastrahlartig ein.These processes are outlined in FIG. 2:
Fig. 2a: The projectile 23 flies towards the outlet membrane loaded by the internal pressure p of the gas filling 12 .
Fig. 2b: The projectile has drilled or punched the thin central part of the membrane, the storage gas flows out, at the same time hot gas flows from the combustion chamber 2 through this hole in the gas container 10 like a plasma jet.

Wird anstelle einer Membran eine Platte verwendet, geschehen obige Vorgänge ent­ sprechend, sofern die Platte entweder aus zwei Teilen 88 und 91 besteht, insbesondere wenn 91 eine vom Gasbehälter 10 her aufgeklebte Membran 114 ist, wie es in Fig. 2g skizziert ist. Auch hier können alle Teile wieder insbesondere aus Metall sein, mitein­ ander über die Schweißstellen 90, 89, 91 verbunden sein, oder einstückig, oder aus Kunststoff mit einer einstückigen Membran aus Kunststoff oder einer Membran aus Kunststoff bestehen, die beispielsweise mit einem Ultraschallschweißverfahren mit der Restplatte 88 verbunden ist.If a plate is used instead of a membrane, the above processes take place accordingly, provided that the plate either consists of two parts 88 and 91 , in particular if 91 is a membrane 114 glued on from the gas container 10 , as is sketched in FIG. 2g. Here, too, all parts can again be made in particular of metal, connected to one another via the welding points 90 , 89 , 91 , or in one piece, or made of plastic with a one-piece membrane made of plastic or a membrane made of plastic, for example using an ultrasonic welding process with the Rest plate 88 is connected.

Für den über die Auslassöffnungen 8 gefüllten Airbagsack bzw. die hier angeschlosse­ ne Airbagkanne ergibt sich somit in Summe über alle oben skizzierten Vorgänge der in Fig. 3 gezeichnete Druckverlauf bzw. Massenstromverlauf im Airbagfall: Die Kur­ vensteigung 25 wird durch den Gasfluß durch das zentrale Loch geformt, zum Zeit­ punkt 27 zerplatzt die Restmembran 29, wodurch sich plötzlich der Massenstrom stark vergrößert und einen Kannendruckverlauf 26 ergibt. For the airbag bag filled via the outlet openings 8 or the ne airbag can connected here, the pressure curve or mass flow curve in the case of an airbag, as shown in FIG. 3, results in sum over all the processes outlined above: the curve increase 25 is caused by the gas flow through the central hole shaped, at the time point 27 the residual membrane 29 bursts, which suddenly increases the mass flow and results in a can pressure curve 26 .

Alle Zeiten und Druckverläufe werden durch die folgenden Faktoren eingestellt:
All times and pressure profiles are set by the following factors:

• - Durchmesser des Projektils 5 - diameter of the projectile 5
• - Lauflänge bzw. Länge des Führungskanals- Run length or length of the guide channel
• - Brennkammerdruck- combustion chamber pressure
• - Gasdruck im Gasbehälter 10 - Gas pressure in the gas container 10
• - Gasart- Type of gas
• - Phasenzustand des eingefüllten Gases (fest - z. B. in Form von Trockeneis-, flüssig oder gasförmig)- phase condition of the filled gas (solid - e.g. in the form of dry ice, liquid or gaseous)
• - Energieinhalt des eingefüllten Gases (inert wie Helium, Argon, Kohlendioxid, Stickstoff oder brennbare Gase wie Butan, Propan, Wasserstoff, Acetylen)- Energy content of the filled gas (inert such as helium, argon, carbon dioxide, Nitrogen or flammable gases such as butane, propane, hydrogen, acetylene)
• - Querschnittsverlauf der Auslassmembran bzw. des Plattensystems- Cross-sectional profile of the outlet membrane or the plate system
• - Material des Projektils- Projectile material
• - Material der Auslassmembran- Material of the outlet membrane
• - Form der Vorderkante des Projektils- Shape of the front edge of the projectile
• - Masse des Projektils- Projectile mass
• - Formstabilität des Projektils (konstant auch nach dem Auftreffen oder sich auf­ pilzend- Dimensional stability of the projectile (constant even after impact or on pilzend
• - Ausgestaltung/Querschnittsverlauf des Führungskanals (zylindrisch, konvex, konkav)- Design / cross-sectional profile of the guide channel (cylindrical, convex, concave)

Die Vorgänge sind mit einem Mehrkammerprogramm auf Rechenanlagen simulierbar, um einen gewünschten Druckverlauf in der Kanne bzw. Massenstrom in den Airbag­ sack mit möglichst wenig Versuchen vorherbestimmen und optimieren zu können.The processes can be simulated with a multi-chamber program on computer systems, a desired pressure curve in the can or mass flow in the airbag Predetermine and optimize the sack with as few attempts as possible.

Wird ein umgekehrter Kannendruckverlauf gefordert, also zunächst ein steiler Druck­ anstieg 37 (Fig. 4b) bis zum Zeitpunkt 39 und ab da ein langsamerer Druckanstieg bzw. gleichbedeutend einen langsameren Druckanstieg 38, wird der Innenaufbau des Mehrstufigen Gasgenerators wie in Fig. 4a skizziert gewählt:
Das Projektil 5 durchschlägt zunächst die Membran 34, die gehalten durch den Träger 33 einen großen Querschnitt freigibt. Das darin gespeicherte Druckgas 115 strömt durch die Auslassöffnungen 8 aus, wodurch sich der Differenzdruck zwischen Druck­ gas 116 und 115 für die Membran 36 immer weiter erhöht, so lange, bis diese platzt und nun auch das Druckgas 116 durch die nun wesentlich kleiner gewählte Öffnung im Membranhalter 35 strömen kann.If an inverse can pressure curve is required, i.e. a steep pressure increase 37 ( Fig. 4b) until time 39 and from then on a slower pressure increase or equivalent a slower pressure increase 38 , the internal structure of the multi-stage gas generator is selected as outlined in Fig. 4a:
The projectile 5 first penetrates the membrane 34 , which releases a large cross section when held by the carrier 33 . The compressed gas 115 stored therein flows out through the outlet openings 8 , whereby the differential pressure between compressed gas 116 and 115 for the membrane 36 continues to increase until it bursts and now the compressed gas 116 through the now much smaller opening in the Membrane holder 35 can flow.

Wie bei Fig. 1 wurden hier die Öffnungselemente durch Membranen dargestellt, die gleichen Vorgänge laufen natürlich ab, wenn sich an Stelle der Membranen entspre­ chende Platten befinden. As in Fig. 1, the opening elements were represented by membranes, of course, the same processes take place when there are corresponding plates in place of the membranes.

Auch die eingezeichneten Membranträger sind hier nur beispielhaft eingetragen: Die Membranträger können genauso einstückig teilweise oder im ganzen mit dem Rohr der Gasbehälter verbunden sein oder gar ganz entfallen - so beispielsweise der Träger 33, wenn die Membran 34 in die Rohrstücke des Gasbehälters 10 eingeklemmt oder insbesondere mit diesem direkt verschweißt ist - es kommt hier nur auf das Prinzip in Serie geschalteter, vor der Aktivierung geschlossener Öffnungsquerschnitte an, die sich quasi programmiert durch sich während der Funktionszeit ergebenden Druckdiffe­ renzen teilweise bis ganz öffnen (Funktionsverkettung der zuvor verschlossenen Öff­ nungsquerschnitte).The diaphragm supports shown are also only entered here by way of example: the diaphragm supports can also be connected in one piece in part or in full to the tube of the gas container or even be omitted entirely - for example the carrier 33 if the diaphragm 34 is clamped into the tube pieces of the gas container 10 or in particular is directly welded to it - the only thing that matters here is the principle of opening cross-sections that are connected in series and closed before activation, which are virtually programmed through pressure differences that arise during the operating time, in part to fully open (chaining of functions of the previously closed opening cross-sections).

In Fig. 5 ist ein Dreistufer skizziert, bei dem die ersten beiden Stufen durch den ers­ ten Öffnungsquerschnitt erreicht wird. Erstmals werden hier einzelne aber parallel angeordnete Öffnungen nacheinander definiert für den Gasfluß geöffnet und damit 2 Stufen in einer Öffnungseinheit verwirklicht:
Das Projektil schießt Membran (oder Platte. . . usw.) 42 auf, Gas 117 strömt aus, bis der Differenzdruck für Membran/Platte 45 zu groß wird und diese öffnet. Je nach dem Speicherdruck des Gases 119, der freigegebenen Öffnung durch 44, der Öffnung 40 bzw. 48 und der Membran/Platte 41 bzw. 47 zerplatzt bereits hier die Membran 41 und/oder 47 - oder noch keine - in jedem Fall strömt Gas 119 aus, mehr oder weniger schnell, je nachdem welche Öffnung zur Verfügung steht bzw. welche Öffnung dann strömungsbestimmend ist.In Fig. 5 a three-tier is sketched, in which the first two stages is achieved through the first opening cross-section. For the first time, individual but parallel openings are opened one after the other for the gas flow, thus realizing 2 steps in one opening unit:
The projectile shoots membrane (or plate,..., Etc.) 42 , gas 117 flows out until the differential pressure for membrane / plate 45 becomes too great and opens it. Depending on the storage pressure of the gas 119 , the released opening through 44 , the opening 40 or 48 and the membrane / plate 41 or 47 , the membrane 41 and / or 47 bursts here - or not yet - in any case gas 119 flows off, more or less quickly, depending on which opening is available or which opening then determines the flow.

Fig. 6 zeigt den mit einet Membran/Plattenariordnung nach Fig. 5 erreichbaren Kannendruckverlauf bzw. Massenstromverlauf: Der Anstieg 58 wird nach der Öffnung von Membran 42 gemessen, zum Zeitpunkt 56 platzen die Membranen 41 und 47, wodurch der Massenstrom und damit der Kannendruck stark ansteigen, zum Zeitpunkt 57 birst auch die Membran 45, wodurch dann dass Speichergas 119 durch die Öffnung im Membranhalter 44 strömen kann und aufgrund der hier nur sehr kleinen Öffnung nur einen sehr flachen Druckanstieg 60 in der Kanne verursacht. FIG. 6 shows the can pressure curve or mass flow curve that can be achieved with a membrane / plate arrangement according to FIG. 5: The rise 58 is measured after the opening of membrane 42 , at time 56 the membranes 41 and 47 burst, as a result of which the mass flow and thus the can pressure become strong rise, at time 57 the membrane 45 also bursts, as a result of which the storage gas 119 can flow through the opening in the membrane holder 44 and, due to the very small opening here, only causes a very flat pressure increase 60 in the can.

In diesem Stil sind nun theoretisch beliebig viele Stufen nacheinander einführbar:
So ist in Fig. 7 ein Vierstufer skizziert, bei dem die ersten beiden Stufen durch den ersten Öffnungsquerschnitt erreicht wird. Wieder werden hier wie schon in Fig. 5 einzelne aber parallel angeordnete Öffnungen nacheinander definiert für den Gasfluß geöffnet und damit 2 Stufen in einer Öffnungseinheit verwirklicht:
Das Projektil schießt Membran (oder Platte. . . usw.) 42 auf, Gas 117 strömt aus, bis der Differenzdruck für Membran/Platte 43 zu groß wird und diese öffnet. Je nach dem Speicherdruck des Gases 118, der freigegebenen Öffnung durch 43, der Öffnung 40 bzw. 48 und der Membran/Platte 41 bzw. 47 zerplatzt bereits hier die Membran 41 und/oder 47 - oder noch keine - in jedem Fall strömt Gas 118 aus, mehr oder weniger schnell, je nachdem welche Öffnung zur Verfügung steht. Das gleiche "Spiel" beginnt, wenn der Differenzdruck für Membran/Platte 45 größer wird und diese platzt bzw. öffnet. . .In this style, any number of levels can theoretically be introduced one after the other:
Thus, a four-tier is sketched in FIG. 7, in which the first two stages are reached through the first opening cross-section. Again, as already shown in FIG. 5, individual but parallel openings are opened one after the other for the gas flow, thus realizing 2 steps in one opening unit:
The projectile shoots membrane (or plate,..., Etc.) 42 , gas 117 flows out until the differential pressure for membrane / plate 43 becomes too great and opens it. Depending on the storage pressure of the gas 118 , the opening opened through 43, the opening 40 or 48 and the membrane / plate 41 or 47 , the membrane 41 and / or 47 bursts here - or not yet - in any case gas 118 flows off, more or less quickly, depending on which opening is available. The same "play" begins when the differential pressure for membrane / plate 45 increases and this bursts or opens. , ,

Sprechen die Öffnungssysteme 43 bzw. 45 erst bei einem im Vergleich zu 41 und/oder 47 hohen Öffnungsdruck an, wird eine Zweistufigkeit bereits vor dem Öffnen von 43 erreicht: Hierbei entspricht die Membran 42 dem Zentralteil 30 aus Fig. 1, wogegen die Membranen 41 und/oder 47 die Funktion des Querschnittsbereichs 9 der Auslaß­ membran in Fig. 1 übernehmen; erst wenn der Druck in der vorher mit Gas 117 ge­ füllten Kammer so weit fällt, dass Membran/Platte 43 öffnet, kommt damit noch die dritte Stufe hinzu, mit Öffnen der Membran 45 die vierte Stufe.If the opening systems 43 or 45 only respond at an opening pressure that is high in comparison to 41 and / or 47 , a two-stage operation is achieved even before 43 is opened : the membrane 42 corresponds to the central part 30 from FIG. 1, whereas the membranes 41 and / or 47 take over the function of the cross-sectional area 9 of the outlet membrane in FIG. 1; only when the pressure in the chamber previously filled with gas 117 drops so far that the membrane / plate 43 opens does the third stage also come into being, with the opening of the membrane 45 the fourth stage.

In Fig. 8 wird gezeigt, wie man anstelle von berstenden Membranen zum Freigeben von Öffnungsquerschnitten mit verschiebbaren Platten arbeitet, um den gleichen Ef­ fekt zu erreichen:
Im Ruhezustand ist die Platte 54 mit der Ausströmöffnung 49 samt der dazugehörigen abdichtenden Membran durch einen Stift 50 in seiner Lage festgehalten (Fig. 8a). Die Platte wird über eine Dichtnaht 51 hermetisch abgedichtet. Wird nun die auf Seite des Speichergases 124 angebrachte Membran vor der Öffnung 49 durch das Projektil ge­ öffnet, strömt etwas Speichergas 124 aus, wohingegen das Heißgas aus der Brenn­ kammer plasmastrahlartig eingepresst wird; hierbei bestimmt wie schon bei den Gas­ generatoren vorher an gleicher Stelle der Durchmessers der Öffnung 49 im Vergleich zum Durchmesser des Projektils, wie viel Speichergas bei gleichzeitig einströmen Heißgas ausströmen kann. In Fig. 8 it is shown how to work instead of bursting membranes to expose opening cross-sections with sliding plates in order to achieve the same effect:
In the idle state, the plate 54 with the outflow opening 49 together with the associated sealing membrane is held in position by a pin 50 ( FIG. 8a). The plate is hermetically sealed via a sealing seam 51 . If now the on side of the storage gas Inappropriate membrane 124 opens ge by the projectile in front of the opening 49, flows through some memory gas of 124, whereas the hot gas from the combustion chamber is injected plasma jet-like manner; Here, as with the gas generators, the diameter of the opening 49 compared to the diameter of the projectile determines how much storage gas can flow out while the hot gas flows in at the same point.

Im Normalfall strömt mehr Heißgas in die Kammer des Speichergases 124 ein als Mischgas aus kaltem Speichergas 124 und Heißgas durch die durch den heißen Plas­ mastrahl verengte Öffnung 49 fließen kann: Der Druck im Volumen des Speichergases 124 steigt an. Wird der Druck erreicht, wo der oder die Scherstifte 50 abreißen und damit die gesamte Platte vom Mischgas im Volumen 124 zur Brennkammer hin be­ schleunigt wird; dabei werden die Auslassöffnungen 8 überfahren, womit nun nicht mehr die vom Heißgas eingeengte Öffnung 49 den Massenstrom bestimmt, sondern allein der Querschnitt der Ausströmöffnungen 13 selbst!In the normal case, more hot gas flows into the chamber of the storage gas 124 than a mixed gas of cold storage gas 124 and hot gas can flow through the opening 49 narrowed by the hot plasma jet: the pressure in the volume of the storage gas 124 increases. If the pressure is reached where the shear pin (s) 50 tear off and thus the entire plate is accelerated by the mixed gas in volume 124 to the combustion chamber; the outlet openings 8 are passed over, so that it is no longer the opening 49 constricted by the hot gas that determines the mass flow, but only the cross section of the outlet openings 13 themselves!

Fig. 8b zeigt die Situation, wenn die Platte 52 bereits voll den Ort der Ausströmöff­ nungen 8 überfahren hat und diese damit voll freigegeben hat, mit 53 sind die Memb­ ranreste bezeichnet, die nach dem Durchschießen der Membran auf Platte 54 zurück­ blieben. Fig. 8b shows the situation when the plate 52 has already fully passed over the location of the Ausströmöff openings 8 and has thus fully released, with 53 the membrane residues are referred to, which remained on the plate 54 after shooting through the membrane.

Hierbei ist es für die Funktion unerheblich, ob die Platte mit einem Scherstift 50 fest­ gehalten wird, oder definiert reib- oder formschlüssig mit dem Gasbehälter 10 verbun­ den ist. Auch eine Klebung, Ultraschallschweißung bei Kunststoffen oder eine defi­ niert schwache Naht 51, die hier gleichzeitig die Aufgabe des hermetischen Abschlus­ ses übernehmen kann, ist möglich und kann ohne Funktionseinbuße alternativ verwen­ det werden.It is irrelevant for the function whether the plate is held firmly with a shear pin 50 , or is connected to the gas container 10 in a friction or form-locking manner. Gluing, ultrasonic welding for plastics or a defi ned weak seam 51 , which can simultaneously take on the task of hermetic sealing, is possible and can be used alternatively without loss of function.

Die beiden anderen in den Fig. 8a und 8b eingezeichneten Membran- bzw. Plat­ tenhalter 130 mit abdichtender Membran/Platte 43 bzw. 132 mit abdichtender Memb­ ran 1 Platte 45 erfüllen die gleiche Funktion wie bei Fig. 7 die Halter 46 und 44 mit Membran 43 und 45: Sinkt auf der Ausströmseite der jeweiligen Membran der Spei­ cherdruck so weit ab, dass der Differenzdruck an der jeweiligen Membran bzw. Aus­ reißdruck der Platte überschritten wird, reißt diese auf, Gas strömt aus der dahinterlie­ genden, bisher noch verschlossenen Speichervolumen aus, damit sinkt auch hier der Druck und damit der Gegendruck auf die nächste Membran so lange, bis auch diese platzt. . .usw.The other two in Fig. 8a and 8b shown membrane or plate holder 130 with sealing membrane / plate 43 and 132 with sealing membrane 1 plate 45 perform the same function as in Fig. 7, the holder 46 and 44 with membrane 43 and 45 : If the storage pressure on the outflow side of the respective membrane drops to such an extent that the differential pressure at the respective membrane or tear-out pressure of the plate is exceeded, the plate tears open and gas flows out of the storage volume behind it, which was previously closed , the pressure and thus the back pressure on the next membrane also drops until it bursts. , .etc.

Auch hier können die einzelnen Baugruppen wie Membran- bzw. Plattenhalter einzeln mit den anderen Baugruppen verbunden, oder einstückig ausgeführt sein, die Membra­ nen können als eigene Bauteile aufgebracht sein oder einfach bei der Fertigung der Membranhalter übrig bleiben (es bleibt beim Drehen, Spritzen oder Drücken einfach eine dünne Schicht übrig, die die Funktion der Membran übernimmt) oder gleich mit angespritzt worden sein! Selbstverständlich können bei allen Membranen hier die üblichen Maßnahmen zur Definition eines Aufplatzdruckes bzw. einer Aufgehart ein­ gebracht werden, d. h. insbesondere die Formgebung der Kanten der Strömungsöffnun­ gen, auf denen die Membranen liegen oder beispielsweise das drücken und kerben der Membran (ringförmig, strahlenförmig vom Zentrum aus beginnend usw. . .).Here, too, the individual assemblies such as membrane or plate holders can be used individually connected to the other modules, or be made in one piece, the Membra NEN can be applied as separate components or simply in the manufacture of Membrane holder remain (it remains simple when turning, spraying or pressing  a thin layer left, which takes over the function of the membrane) or with have been injected! Of course you can do that for all membranes usual measures to define a burst pressure or a hardening brought, d. H. especially the shape of the edges of the flow openings conditions on which the membranes lie or, for example, the pressing and notching of the Membrane (ring-shaped, radiating from the center, etc. ...).

Mit 11 wird in den Figuren immer wieder der Abschluß des Gasbehälters 10 bezeich­ net. An seiner Stelle kann jedoch wieder ein Membran- bzw. Plattenhalter mit Aus­ strömöffnung treten, der ein dahinter befindliches Speichergas bis zu seiner Öffnung dicht an seinem Platz hält. . .With 11 in the figures, the conclusion of the gas container 10 is referred to again and again. In its place, however, a membrane or plate holder with an outflow opening can occur, which holds a storage gas behind it up to its opening, tightly in place. , ,

Je nach Gasart, Speicherdruck, Querschnitt der Ausströmöffnung in den Membran- bzw. Plattenhaltern und dem Öffnungsverhalten der jeweiligen Membran lässt sich damit der an den Ausströmöffnungen 8 an den Sack oder die Druckkanne nach außen abgegebene Massenstrom sehr flexibel und in jeder Beziehung in vorprogrammierter Weise den jeweiligen Forderungen anpassen!Depending on the type of gas, storage pressure, cross-section of the outflow opening in the membrane or plate holders and the opening behavior of the respective membrane, the mass flow delivered to the outflow openings 8 to the sack or the pressure can can be very flexibly and in any way in a pre-programmed manner adapt to the respective requirements!

So lassen sich die verschiedenen, hier prinzipiell aufgezeigten Öffnungssystemen aus Membranhalter und Membran bzw. Plattenhalter und zugehöriger Platte mit einer oder mehreren gleichgroßen oder verschieden großen Öffnungen pro Membranhalter bzw. Plattenhalter beliebig so anordnen, dass dann letzlich der Druckverlauf in der am Gasgenerator angeschlossenen Druckkanne entsteht, der für eine Aufblasaufgabe be­ nötigt wird!This is how the different opening systems shown here in principle can be of membrane holder and membrane or plate holder and associated plate with a or several openings of the same size or different sizes per membrane holder Arrange or plate holder as desired so that the pressure curve in the Gas generator connected pressure can arises, which be for an inflation task is compelled!

Fig. 9 zeigt den mit der Membran- bzw. Plattenanordnung nach Fig. 7 bis 8 mögli­ chen Kannendruckverlauf:
Der flache Druckanstieg 58 wird durch das durch die Öffnung 49 nach dem Zerschie­ ßen der Membran 42 strömende Gas 124 bewirkt, zum Zeitpunkt 56 überfährt Platte 54 bei Anordnung nach Fig. 8 die Ausströmöffnungen 8 bzw. machen die Membra­ nen 41 und 47 bei der Anordnung nach Fig. 7 auf, zum Zeitpunkt 135 zerplatzt Membran 43 und zum Zeitpunkt 136 zerplatzt schließlich auch Membran 45, wodurch der Druckanstieg 60 gemessen wird. Fig. 9 shows the plate with the membrane or assembly of Figure 7 to 8 can Moegli chen pressure curve.:
The flat pressure rise 58 is caused by the gas 124 flowing through the opening 49 after the shooting of the membrane 42 , at the time 56 plate 54 overruns the arrangement according to FIG. 8 the outflow openings 8 or make the diaphragms 41 and 47 in the arrangement on in FIG. 7, at the time 135 bursts the membrane 43 and at the time burst 136 finally membrane 45, is measured whereby the pressure rise 60th

Die Zeitpunkte verschieben sich je nach Querschnitt und Membran, die danach erziel­ baren Druckanstiege sind abhängig vom den in Strömungsrichtung für das freigegebe­ ne Gas liegenden Strömungsquerschnitten, dem jeweiligen Speicherdruck und der Gasart des gespeicherten Gases, auch, ob es wie üblich in reiner Gasform vorliegt oder in einer festen oder flüssigen Phase! In diesem Fall würde man bis zu dem Zeitpunkt, wo das flüssige Gas vollständig verdampft ist, in jeweiligen Volumen den spezifischen Verdampfungsdruck konstant halten.The times shift depending on the cross-section and membrane that is subsequently achieved The increase in pressure depends on the release in the direction of flow  ne gas flow cross sections, the respective storage pressure and the Gas type of the stored gas, also whether it is in pure gas form as usual or in a solid or liquid phase! In this case, until the time where the liquid gas has completely evaporated, the specific volume in each volume Keep evaporation pressure constant.

Selbstverständlich kann bei Verwendung von Gasen mit gespeicherter chemischer Energie, insbesondere von brennbaren Gasen egal ob verflüssigt (Butan, Propan usw.) oder nur gasförmig vorliegend (Wasserstoff, Azetylen, Methan usw.) zusätzlich Ener­ gie während der Funktionsdauer des Gasgenerators freigesetzt bzw. zusätzliches Heiß­ gas gleich oder erst in einer höheren Stufe erzeugt werden - beispielsweise erst in Stufe 4 des hier beschriebenen mehrstufigen Gasgenerators! Auch dieser Fall kann und muß vom Simulationsprogramm erfasst und vorherbestimmt werden, um die Zahl der Nachweisversuche einer realen Anordnung von Trägern, Platten und Membranen auf ein unbedingt notwendiges Maß zu reduzieren!Of course, when using gases with stored chemical energy, in particular combustible gases, regardless of whether they are liquefied (butane, propane, etc.) or only in gaseous form (hydrogen, acetylene, methane, etc.), additional energy can be released or additional energy during the operating life of the gas generator Hot gas can be generated immediately or only at a higher level - for example, only in level 4 of the multi-stage gas generator described here! This case too can and must be recorded and predetermined by the simulation program in order to reduce the number of attempts to verify a real arrangement of supports, plates and membranes to an absolutely necessary amount!

Alle in den Fig. 1, 4a, sowie 5, 7 bis 8 skizzierten seriellen Anordnungen von Membranen bzw. Platten, die nacheinander und in genau vorher bestimmten Zeitab­ ständen mit genau vorher bestimmten Öffnungsquerschnitten und damit genau vorher bestimmten Massenströmen öffnen, sind in gleicher Weise auf weitere Stufen erwei­ terbar. Nachdem damit gleichzeitig aber die Fertigungs- und Nachweiskosten drastisch ansteigen, wird man sich auf in der Regel zwei bis drei Stufen beschränken, insbeson­ dere auf eine für den Airbagsack schonende Auffaltphase (kleiner Massenstrom bzw. gleichbedeutend mit einem flachen Druckanstieg in der Kanne), einer schnellen Füll­ phase (hoher Massenstrom bzw. gleichbedeutend mit einem steilen Druckanstieg in der Kanne) und einer eventuell geforderten Sackerhaltungsphase (sehr kleiner Massen­ strom bzw. gleichbedeutend mit einem sehr flachen Druckanstieg in der Kanne)!All to 8 outlined serial in Figs. 1, 4a, and 5, 7 arrangements of membranes or plates, and in the succession exactly predetermined Zeitab articles with precise predetermined opening cross-sections and open so that precise predetermined mass flows are in the same way expandable to other levels. After the manufacturing and detection costs increase drastically at the same time, you will usually limit yourself to two to three stages, in particular to a deployment phase that is gentle on the airbag sack (small mass flow or equivalent to a flat pressure increase in the can), one Fast filling phase (high mass flow or equivalent to a steep pressure increase in the can) and a possibly required sack maintenance phase (very small mass flow or equivalent to a very flat pressure increase in the can)!

Bis Fig. 8 wurden Anordnungen gezeigt, in denen die erste Membran durch ein Pro­ jektil 5 oder 23 aufgeschossen wurden. Up to Fig. 8, arrangements were shown in which the first membrane was shot through a projectile 5 or 23 .

Das hier angemeldete Prinzip eines mehrstufigen Gasgenerators mit nur einer initiie­ renden Stelle ist jedoch nicht an dieses Öffnungsprinzip gebunden:The principle applied here for a multi-stage gas generator with only one initiation However, this position is not bound to this opening principle:

So wird in Fig. 10 die Membran 69 durch eine zweite kleine Membran 61 aufge­ schossen, die die Brennkammer aus Gehäuse 63, Düsenteil 122 und Lochscheibe 149 abschließt, beispielsweise bei ca. 1200 bar Druck in Volumen 140 ausreißt und danach extrem stark bis zur Auftreffgeschwindigkeit beschleunigt wird. Alle weiteren Vor­ gänge laufen dann wieder wie beschrieben ab. Die Lochscheibe 144 sichert nur einen stabilen Abbrand des in der Brennkammer eingebrachten Treibladungspulvers ab, sie grenzt auch die Pulverkammer 150 in der Brennkammer ab.So in Fig. 10 the membrane 69 is shot through a second small membrane 61 , which closes the combustion chamber from the housing 63 , nozzle part 122 and perforated disc 149 , for example at about 1200 bar pressure in volume 140 and then extremely strong up to the impact speed is accelerated. All other operations then proceed as described. The perforated disk 144 only ensures stable combustion of the propellant charge powder introduced into the combustion chamber, and also delimits the powder chamber 150 in the combustion chamber.

Fig. 11 zeigt eine Anordnung, bei der die Membranen der ersten Stufe des Gasgene­ rators aufgestochen werden, beispielsweise mit einem pyrotechisch betriebenen Aktua­ tor 64 oder einer elektromagnetisch oder pneumatisch betriebenen Baugruppe 65. Das Heißgas strömt in diesem Fall durch die Hohlnadel zentrisch in das Volumen 141, genauso gut sind aber auch Querbohrungen 66 in der Hohlnadel vorstellbar, wenn man kein Membranstück durch die Hohlnadel beim Einstechvorgang erzeugen will. Fig. 11 shows an arrangement in which the membranes of the first stage of the gas generator are pierced, for example with a pyrotech operated actuator 64 or an electromagnetically or pneumatically operated assembly 65 . In this case, the hot gas flows through the hollow needle centrally into the volume 141 , but transverse bores 66 in the hollow needle are also just as conceivable if one does not want to produce a membrane piece through the hollow needle during the piercing process.

Sind in Fig. 11 die Öffnungsmechanismen außerhalb der bedrückten Teile des Mehr­ stufers angebracht, so sind diese nun in Fig. 12 innerhalb eingezeichnet. Der Vorteil hier ist die geschützte Anordnung der Aktuatoren, der Nachteil die wesentlich höheren Fertigungskosten.In Fig. 11, the opening mechanisms are attached outside the depressed parts of the multi-stage, these are now shown in Fig. 12 inside. The advantage here is the protected arrangement of the actuators, the disadvantage is the much higher manufacturing costs.

Fig. 13 zeigt die Anordnung von das erste bedrückte Volumen 147 abschließenden Membranen 75 und 78, die so vom Speichergas bedrückt werden, dass sie von alleine aufplatzen würden, wenn sie nicht durch einen Balken oder Schieber 77 bzw. 79 gehalten bzw. gestützt würden. In diesen Fällen lässt sich die Öffnung verwirklichen, indem man die Membranstütze einfach wegdrückt, beispielsweise wieder durch einen pyrotechnisch betriebenen Aktuator 76, durch einen pneumatisch betriebenen Kolben 80 bzw. durch einen Elektromagneten. FIG. 13 shows the arrangement of membranes 75 and 78 closing the first printed volume 147 , which are so pressurized by the storage gas that they would burst by themselves if they were not held or supported by a bar or slide 77 or 79 . In these cases, the opening can be achieved by simply pushing the membrane support away, for example again by a pyrotechnically operated actuator 76 , by a pneumatically operated piston 80 or by an electromagnet.

Fig. 14 zeigt mehr Details dieser Wegdrückvorrichtung:
Der Stützbalken 86 ist im Gehäuse an den Stellen 84 und 87 formschlüssig gelagert und kann damit die vom Speichergas bedrückte Membran 85 stützen. Teil 82 ist ein pyrotechnisch, hydraulisch oder elektromagnetisch betriebenes Element, das über einen Stößel 83 den Stützbalken 86 ausdrücken kann und damit das Zerplatzen der Membran 85 bewirkt. FIG. 14 shows more details of this push-back jig:
The support beam 86 is positively mounted in the housing at the points 84 and 87 and can thus support the membrane 85 which is depressed by the storage gas. Part 82 is a pyrotechnically, hydraulically or electromagnetically operated element which can push out the support beam 86 via a plunger 83 and thus causes the membrane 85 to burst.

Fig. 15 bis 17 zeigen Anordnungen, bei der die Membranen ohne Elektromagnet nur durch die geschickte Ausnutzung von Wirbelströmen elektrodynamisch geöffnet wer­ den - anders als bei der Verwendung von Elektromagneten können hier damit extrem schnelle Öffnungszeiten bis zu 20 Mikrosekunden erreicht werden, es dürfte damit das schnellste Ventil sein, das ohne detonative Baugruppen heute machbar ist. Der zweite Vorteil besteht darin, dass die zur Öffnung der Membran notwendige Energie quasi drahtlos der Membran bzw. dessen Öffnungsmechanismus zugeführt wird. Damit ist beispielsweise die Erregerspule Fahrzeugfest und es muß der Gasgenerator lediglich in oder an die Spule geschraubt werden - ein Verbinden eines Anzünders oder einer Spule im Gasgenerator selbst entfällt damit! Fig. 15 to 17 show arrangements in which the membranes open electrodynamic without solenoid only by the clever use of eddy currents who the - are in contrast to the use of electromagnets can here so extremely fast opening times to 20 microseconds achieved, so it is likely that be the fastest valve that can be achieved today without detonative assemblies. The second advantage is that the energy required to open the membrane is supplied to the membrane or its opening mechanism virtually wirelessly. For example, the excitation coil is thus fixed to the vehicle and the gas generator only has to be screwed into or onto the coil - there is no need to connect an igniter or a coil in the gas generator itself!

Anders als beim Elektromagneten, bei dem die Elementarmagneten in dessen Eisen­ kern durch das anliegende, durch eine Feldspule erzeugte stationäre Magnetfeld ge­ richtet werden, wird bei dem hier vorgeschlagenen Öffnungsverfahren als Folge der Lenzschen Regel durch das anliegende, extrem instationäre äußere elektromagnetische Feld ein elektrischer Strom entweder in der Membran 9 bzw. 13 selbst induziert, in einer elektrisch gut leitfähigen Schicht 159, die auf der Membran 9 bzw. 13 liegt oder dieser aufplattiert ist, oder in einem Werkzeug, das insbesondere in Form einer Hohl­ nadel 154 ausgebildet ist, um das nach dem Aufstechen der Membran aus dieser her­ vortretende Gas Richtung Ausströmöffnungen 8 passieren zu lassen.Unlike the electromagnet, in which the elementary magnets in its iron core are directed through the adjacent magnetic field generated by a field coil, the opening method proposed here results in an electric current as a result of Lenz's rule due to the extremely unsteady external electromagnetic field either induced in the membrane 9 or 13 itself, in an electrically highly conductive layer 159 , which lies on the membrane 9 or 13 or this is plated, or in a tool, which is in particular in the form of a hollow needle 154 to to let the gas emerging from this after the piercing of the membrane pass outflow openings 8 .

Der in der Membran, der aufliegenden Schicht oder dem Werkzeug induzierte Strom­ faden wird nun ebenfalls wieder nach der 3-Finger-Regel vom Feld der erregenden Spule 152 abgestoßen, so dass hier, eine entsprechende niederinduktive Ausführung des Spulensystems vorausgesetzt, sehr hohe Kräfte wirken können. Eine andere Deu­ tung der Vorgänge ist es wenn man sagt, das Feld des induzierten Stromfadens ver­ sucht den Aufbau des erregenden Feldes zu verhindern - auch mit dieser Erklärung ergibt sich eine abstoßende Wirkung des primären Erregerfeldes und des Feldes des sekundären/induzierten Stroms.The current induced in the membrane, the overlying layer or the tool is now also repelled according to the 3-finger rule from the field of the exciting coil 152 , so that very high forces can act here, provided a correspondingly low-inductance design of the coil system is used , Another explanation of the processes is when one says that the field of the induced current filament tries to prevent the build-up of the exciting field - this explanation also has a repulsive effect of the primary excitation field and the field of the secondary / induced current.

Im Versuch wurden mit kleinen Spulen Kräfte von 2 bis 4 Tonnen mit einer Einwirk­ zeit von 20 bis 50 Mikrosekunden gemessen - ausreichend, um Stahlmembranen gut aufstechen zu können.In the experiment, forces of 2 to 4 tons with one action were used with small coils time of 20 to 50 microseconds - sufficient to make steel membranes good to be able to pierce.

Alle Teile, in denen die Ströme induziert werden, sind aus elektrisch gut leitfähigen Materialien herzustellen, um die Verluste klein zu halten.All parts in which the currents are induced are made of good electrical conductivity Manufacture materials to keep losses down.

Bei einer anderen Ausführungsform wird jedoch ganz bewusst die Membran 9 bzw. 30 aus nicht allzu gut elektrisch leitfähigem Material, insbesondere aus Stahl hergestellt, als Energieverbraucher so zu sagen, um den induzierten Strom nun so wirken zu las­ sen, dass er den Stahl blitzschnell erhitzt, wodurch die mechanischen Kennwerte des Stahls ebenfalls sehr schnell fallen und die Membran damit als Folge des auf ihr las­ tenden Drucks aus dem Speichergas platzt.In another embodiment, however, the membrane 9 or 30 is deliberately made of not too good an electrically conductive material, in particular steel, as an energy consumer, so as to let the induced current act in such a way that it heats the steel at lightning speed , whereby the mechanical characteristics of the steel also drop very quickly and the membrane bursts out of the storage gas as a result of the pressure on it.

Anders als bei der Verwendung von Elektromagneten sind die Kräfte damit nicht mehr auf die maximale Durchflutung irgendeines ferromagnetischen Materials beschränkt, sondern die hier sehr groß einstellbaren Flussdichten und Feldaufbaugeschwindigkei­ ten können nun ebenfalls sehr hohe induzierte Ströme in der Membran oder diese di­ rekt beeinflussenden Teile hervorrufen. Hierbei gelten gleichzeitig die Transformator­ beziehungen, es handelt sich hier um einen sogenannten Lufttrafo, dessen Primär- und Sekundärströme sich umgekehrt zu den Windungszahlen verhalten: Die Primärspule ist hier also Teil Nr. 152, die Sekundärspule ist die Membran selbst oder diese direkt beeinflussenden Teile, sie besteht insbesondere im einfachsten Fall genau aus nur einer Windung! Selbstverständlich könnten sowohl in der Membran und den diese direkt beeinflussenden Teile auch Kurzschlußwindungen mit mehr als einer Windung einge­ bracht werden, in der Praxis bringt das jedoch nichts, auch stehen die Herstellkosten dagegen.In contrast to the use of electromagnets, the forces are no longer limited to the maximum flow of any ferromagnetic material, but the very high adjustable flux densities and field build-up speeds can now also cause very high induced currents in the membrane or parts that directly influence them. At the same time, the transformer relationships apply.This is a so-called air transformer, the primary and secondary currents of which are inversely related to the number of turns: the primary coil is therefore part no. 152 , the secondary coil is the membrane itself or parts that directly influence it, especially in the simplest case it consists of just one turn! Of course, short-circuit turns with more than one turn could also be introduced both in the membrane and the parts directly influencing it, but in practice this does not work, and the manufacturing costs also stand in the way.

Funktionsablauf bei den Anordnungen nach Fig. 15 bis 17:
Fig. 15a, 16a und 17a:
Im Gasbehälter 10 ist das Speichergas 12 eingebracht, es wird von der Rückwand 11 und der Membran 160 mit dem Randbereich 9 und dem Zentralbereich 30 hermetisch dicht eingeschlossen. Die Membran selbst wird von einem Membranträger 7 gehalten, wie schon oben erwähnt, kann jedoch die Membran auch direkt mit dem Gasbehälter 10 verbunden oder gar einstückig mit ihm ausgeführt sein.Functional sequence in the arrangements according to FIGS. 15 to 17:
FIG. 15a, 16a and 17a:
The storage gas 12 is introduced into the gas container 10 and is hermetically sealed by the rear wall 11 and the membrane 160 with the edge region 9 and the central region 30 . The membrane itself is held by a membrane carrier 7 , as already mentioned above, but the membrane can also be connected directly to the gas container 10 or even be made in one piece with it.

Der Gasbehälter 10 ist am anderen Ende durch einen Abschluß 156 verschlossen, das später aus der Öffnung 153 ausströmende Gas strömt über die Öffnungen 8 nach außen ab, entweder in einen hier angebrachten Airbag oder in eine Druckkanne, wie sie weltweit für den Gasgeneratorvergleich verwendet wird.The gas container 10 is closed at the other end by a closure 156 , the gas later flowing out of the opening 153 flows out through the openings 8 to the outside, either into an airbag attached here or into a pressure can, such as is used worldwide for the gas generator comparison.

Benötigt man einen zentralen Gasstrahl, einfach entfällt Abschluß 156 und die Aus­ strömöffnungen 8.If you need a central gas jet, termination 156 and the outflow openings 8 are simply omitted.

Im gasbedrückten Raum der Fig. 15a sind eine Feldspule 152 und ein Anker 151 angebracht, der Anker selbst wird am Gasbehälter 10 befestigt. Hierbei sind alle Füge­ verfahren möglich, insbesondere die Verstiftung über einen Scherstift 155.In the gas depressed space of Fig. 15a, a field coil 152 and an armature 151 are attached, the anchor itself is attached to the gas container 10. All joining methods are possible here, in particular the pinning using a shear pin 155 .

Auf der Membran kann eine Masse aus einem elektrisch gut leitfähigen Material 159 angebracht, aufgelegt oder aufplattiert sein, um die Auswirkungen der Spule 152 zu verstärken. Beginnt nun durch die Windungen der Spule 152 ein hoher Strom zu flie­ ßen, baut sich ein magnetisches Feld auf, in dessen Wirkungsbereich sich die Memb­ ran bzw. die Schicht 159 befindet. Membran bzw. Schicht 159 verhalten sich in der Regel wie eine Spule mit einer Windung (Kurzschlusswindung) mit sehr kleinem Kreiswiderstand. Damit wird in der Membran, sofern sie aus elektrisch leitfähigem Material besteht oder in der Schicht 159, ein Strom induziert, dessen magnetisches Feld genau umgekehrt gerichtet ist wie das Erregerfeld der Spule 152 - Beide Felder und damit die damit verknüpften Stromfäden 1 Materialien stoßen sich daraufhin ab, die Membran wird aufgedrückt. Je nach Windungsverhältnis der Erregerspule zur Kurzschlusswindung der Membran bzw. Schicht 159 wird sich der induzierte Strom entsprechend den Transformatorgleichungen einstellen, in der Regel ist der Strom um ein Mehrfaches größer als der Strom in der Erregerspule 152. Der Anker 151 hat ledig­ lich die Aufgabe, dass die Spule während ihrer Funktionszeit örtlich arretiert wird und nicht in den Gasbehälter beschleunigt wird.A mass of an electrically highly conductive material 159 can be attached, placed on or plated on the membrane in order to intensify the effects of the coil 152 . If a high current now begins to flow through the turns of the coil 152 , a magnetic field builds up, in the effective range of which the membrane or layer 159 is located. The membrane or layer 159 generally behave like a coil with one turn (short-circuit turn) with a very low circular resistance. This induces a current in the membrane, if it consists of electrically conductive material or in the layer 159 , the magnetic field of which is directed in exactly the opposite direction to the excitation field of the coil 152 - both fields and the associated current threads 1 materials then collide off, the membrane is pressed on. Depending on the turns ratio of the excitation coil to the short-circuit turn of the membrane or layer 159 , the induced current will be set in accordance with the transformer equations, as a rule the current is several times greater than the current in the excitation coil 152 . The armature 151 only has the task that the coil is locked in place during its operating time and is not accelerated into the gas container.

In Fig. 16a finden die gleichen Vorgänge statt wie in Fig. 15a, im Unterschied dazu sind lediglich die Feldspule 152 und der Anker 151 im nicht vom Speichergas be­ drückten Teil des Gasbehälters 10 eingebaut. Der Vorteil ist hier, dass die Spule einfa­ cher angeschlossen werden kann, weil die Kabeldurchführungen nicht hermetisch dicht verschlossen werden müssen, der Nachteil, dass nun Spule und Anker voll den Umgebungseinflüssen ausgesetzt sind, vor denen sie vorher durch das Speichergas zumindest geschützt wurden.In Fig. 16a, the same processes take place as in Fig. 15a, in contrast to this, only the field coil 152 and the armature 151 are installed in the part of the gas container 10 which is not pressed by the storage gas. The advantage here is that the coil can be easily connected because the cable bushings do not have to be hermetically sealed, the disadvantage that the coil and armature are now fully exposed to the environmental influences from which they were previously protected by the storage gas.

In Fig. 17a finden ebenfalls die gleichen Vorgänge statt wie in Fig. 15a und 16a, im Unterschied dazu wird lediglich eine äußere Feldspule 158 an den Gasbehälter 10 angelegt oder angebaut, die nun die Spule 152 quasi drahtlos mit Energie versorgt: Wurden bei Fig. 15a und 16a die Erregerspulen 152 noch mit einem Kabel verbun­ den (ein- oder zweiadrig, je nachdem, ob man das Gehäuse 10 mit zur Stromführung verwenden will), wird in Fig. 17a nur die äußere Erregerspule 158 an ein ein- oder zweiadriges Kabel angeschlossen, die primäre Erregerspule 152 selbst ist kurzge­ schlossen, d. h. der Anfang und das Ende der Spule elektrisch direkt miteinander ver­ bunden. Damit wird bei Erregung der Spule 158 zunächst in der Erregerspule 152 ein Strom induziert, welcher wiederum einen Strom in der Membran 160 bzw. der Schicht 159 induziert! - damit braucht der Gasbehälter 10 an keiner Stelle mehr wegen einer Kabelzuführung gebohrt werden, die zur Auslösung der Membran notwendige Energie wird also drahtlos von außen her eingeprägt bzw. übertragen. Hierbei ist es unerheb­ lich, ob der Gasbehälter 10 aus Stahl oder einem anderen ferromagnetischen Stoff besteht, weil die von der Feldspule 158 erzeugten magnetischen Feldstärken so hoch sind, dass das hiervon betroffene Behältermaterial sofort in Sättigung geht und nur einen sehr kleinen Teil der Feldstärke quasi absorbiert bzw. abschirmt.In FIG. 17a, the same processes also take place as in FIGS. 15a and 16a, in contrast to this, only an outer field coil 158 is attached or attached to the gas container 10 , which now supplies the coil 152 with wireless energy, as it were . 15a and 16a, the excitation coils 152 are still connected to a cable (one or two-wire, depending on whether one wants to use the housing 10 for current carrying), in FIG. 17a only the outer excitation coil 158 is connected to a one- or two-wire cable connected, the primary excitation coil 152 itself is short-circuited, that is, the beginning and end of the coil are electrically connected directly to one another. Thus, when coil 158 is excited, a current is first induced in excitation coil 152 , which in turn induces a current in membrane 160 or layer 159 ! - Thus, the gas container 10 no longer needs to be drilled due to a cable feed, the energy required to trigger the membrane is thus wirelessly impressed or transmitted from the outside. It is irrelevant whether the gas container 10 is made of steel or another ferromagnetic material because the magnetic field strengths generated by the field coil 158 are so high that the container material affected by this goes into saturation immediately and only a very small part of the field strength quasi absorbs or shields.

Fig. 15b, 16b und 17b:
Die hier gezeichnete Anordnung verwendet prinzipiell die gleichen Anordnungen der Fig. 15a, 16a bzw. 17a, nur wird hier nicht die Membran oder eine darauf liegende oder aufplattierte Schicht vom Erregerfeld direkt beeinflusst, sondern zunächst eine Stanzvorrichtung, die insbesondere als Hohlnadel 154 ausgebildet ist. Wie vorher die Membran direkt, so wird nun diese Hohlnadel 154 von der Erregerspule abgestoßen und stanzt als folge die Membran auf. Es ist dies eine sehr sichere Methode, die aller­ dings ein Teil mehr, nämlich die Hohlnadel 154 benötigt und daher nur dann einge­ setzt wird, wenn Membran und Schicht alleine nicht für die elektromagnetische Öff­ nung ausreichen oder geeignet sind. Fig. 15b, 16b and 17b:
The arrangement shown here basically uses the same arrangements of FIGS. 15a, 16a and 17a, only here the membrane or a layer lying or plated thereon is not directly influenced by the excitation field, but first a punching device, which is designed in particular as a hollow needle 154 . Like the membrane directly before, this hollow needle 154 is now repelled by the excitation coil and punches the membrane as a result. It is a very safe method which, however, requires a part more, namely the hollow needle 154 and is therefore only used when the membrane and layer alone are not sufficient or suitable for the electromagnetic opening.

Bei allen Fig. 15a bis 17b wird man in der Regel die oben geschilderten induzier­ ten Ströme zur Erzeugung einer Kraft verwenden, die letztlich die Membran aufsticht, verletzt oder schwächt. In Sonderfällen, d. h. wenn die Auslösezeiten mehrere Millise­ kunden betragen dürfen (bei der Verwendung der induzierten Ströme alleine werden Auslösezeiten bzw. Öffnungszeiten von 10 bis 50 Mikrosekunden erreicht!!) wird man aber auch hier rein mit Elektromagneten bzw. Elektromagnetismus arbeiten:
Für all diese Fälle wird entweder der Membranhalter 7 oder die Hohlnadel 154 aus einem Dauermagneten hergestellt, so dass beim Stromdurchfluß durch die Erregerspu­ le, der nun auch statisch in Form eines Gleichstromes sein kann, Kraft gegen diesen Dauermagneten ausgeübt wird und entweder den Membranhalter 7 abreißt oder die Membran über die nun paramagnetisch auszuführende Schicht 159 bedrückt wird. Nachdem man aber hier mit Elektromagnetismus und mit ferromagnetischem Material arbeiten muß, sind jedoch hier die erzeugbaren Kräfte relativ gering und erfordern damit besonders ausgelegte bzw. optimierte Membranen oder Membranhalter, die Sicherheitsabstände zwischen der Berstkraft und der im kommandierten Zeitpunkt aufbringbaren Kraft sind gegenüber der elektrodynamischen Methode mit induzierten Strömen sehr sehr klein!In all of FIGS. 15a to 17b, one will generally use the induced currents described above to generate a force which ultimately pierces, injures or weakens the membrane. In special cases, ie if the tripping times may amount to several milliseconds (using the induced currents alone tripping times or opening times of 10 to 50 microseconds are achieved !!), you will also work with electromagnets or electromagnetism here:
For all these cases, either the membrane holder 7 or the hollow needle 154 is made of a permanent magnet, so that when current flows through the excitation coil, which can now also be static in the form of a direct current, force is exerted against this permanent magnet and either tears off the membrane holder 7 or the membrane is pressed over the layer 159 which is now to be carried out paramagnetically. However, since you have to work with electromagnetism and ferromagnetic material here, the forces that can be generated are relatively low and therefore require specially designed or optimized membranes or membrane holders, the safety distances between the bursting force and the force that can be applied at the commanded time are compared to the electrodynamic method very very small with induced currents!

In Fig. 18 und 19 ist aufgezeigt, welche Möglichkeiten für ein an Stelle einer Memb­ ran verwendetes Plattensystem für den hier vorgestellten mehrstufigen Gasgenerator bestehen:
In Fig. 18a besteht das Plattensystem aus einem äußeren Ring 96 und einer darin über die Raupe 97 eingeschweißten oder eingeklebten Platte 98. Wird diese zentrale Platte vom Projektil getroffen, wird sie ausgebrochen, was gleichbedeutend ist mit dem Auf­ platzen einer sonst dort angebrachten Membran. Fig. 18b zeigt den Fall, dass die Platte nicht wie 98 im Außenring 96 angebracht ist, sondern quasi vor der Platte, in Fig. 18c sitzt die Platte in einer Aufnahmebohrung des Plattenhalters 104, so dass hier einmal die strömungswirksame Öffnung unabhängig ist von der Plattengröße und damit auch sowohl vom Öffnungsdruck (Der Speicherdruck p wirkt auf die gesamte Plattenfläche und erzeugt damit eine sehr hohe Kraft bzw. mit wachsendem Durch­ messer der Platte eine linear wachsende Spannung in der Schweißnaht 102, wohinge­ gen die strömungsbestimmende Fläche 105 stets gleich groß bzw. klein bleibt), wie auch von der Öffnungszeit (Die Öffnungszeit ist abhängig vom Druck p des Speicher­ gases, der Masse der Platte 101 und von der Beschleunigungslänge 103) eingestellt werden kann!In Fig. 18 and 19 is shown, what possibilities exist for one instead of a Memb ran unused disk system for the presented multi-stage gas generator:
In FIG. 18 a, the plate system consists of an outer ring 96 and a plate 98 welded or glued therein via the caterpillar 97 . If this central plate is hit by the projectile, it is broken out, which is equivalent to the bursting of an otherwise attached membrane. Fig. 18b shows the case that the plate is not attached, such as 98 in the outer ring 96, but virtually on the plate, in Fig. 18c, the plate sits in a receiving bore of the disc holder 104 so that here again the flow-effective opening is independent of the Plate size and thus also both of the opening pressure (the accumulator pressure p acts on the entire plate surface and thus generates a very high force or, with increasing plate diameter, a linearly increasing tension in the weld seam 102 , whereas the flow-determining surface 105 is always the same size or remains small), as well as the opening time (the opening time depends on the pressure p of the storage gas, the mass of the plate 101 and the acceleration length 103 )!

Fig. 19a zeigt die Ausgestaltung einer Kombination aus Platte und Folie bzw. Memb­ ran: Im Plattenträger 106 ist eine im wesentlichen frei verschiebbare Platte 108 einge­ bracht, die auf der Speichergasseite von einer Folie bzw. Membran abgedeckt ist. Entweder die Folie/Membran oder die Platte 108 muß hierbei die Dichtfunktion ge­ genüber dem Speichergas übernehmen, in der Regel die Folie bzw. Membran. Fig. 19a shows the configuration of a combination of plate and film or membrane: In the plate carrier 106 , an essentially freely displaceable plate 108 is introduced, which is covered on the storage gas side by a film or membrane. Either the film / membrane or the plate 108 must perform the sealing function compared to the storage gas, usually the film or membrane.

Bei Überschreiten der Scherspannung der Folie bzw. Membran wird ein der Platte flächenmäßig entsprechender Teil der Folie/Membran ausgestanzt, wodurch die Öff­ nung für das Speichergas bei Druck p freigegeben wird. Je nach Dichtsystem und ins­ besondere je nach Masse der Platte 108, dem Ort beispielsweise eines dichtenden O- Rings am Umfang der Platte 109 und der Dicke der Platte 111, d. h. je nach der Länge des Beschleunigungswegs 113, kann hierbei eine Öffnungszeit vorbestimmt werden und damit beispielsweise eine bessere Entleerung des zeitlich vorher geöffneten Spei­ chervolumens.If the shear stress of the film or membrane is exceeded, a part of the film / membrane corresponding to the area of the plate is punched out, as a result of which the opening for the storage gas at pressure p is released. Depending on the sealing system and in particular depending on the mass of the plate 108 , the location of, for example, a sealing O-ring on the circumference of the plate 109 and the thickness of the plate 111 , ie depending on the length of the acceleration path 113 , an opening time can be predetermined and thus for example, better emptying of the storage volume previously opened.

Claims (17)

1. Öffnungsverfahren für Membranen für einen ein- oder mehrstufigen Gasgenera­ tor, insbesondere für KFZ-Airbagsysteme, mit mindestens einem Gasbehälter (10, 68, 70), in welchem ein Vorratsgas enthalten und/oder in welchem Gas er­ zeugbar und/oder welchem Gas zuführbar ist, wobei der Gasbehälter mindestens eine ansteuerbare Öffnungsvorrichtung (5, 23, 24, 61, 64, 65, 71, 73, 76, 80,152, 154) besitzt und ansonsten eine Hintereinanderschaltung von internen Membran- oder Plattensystemen (9+30, 22+88+91, 22+88+114, 33+34, 35+36, 114+41+42+47, 44+45, 46+43, 54+42, 130+43, 132+45, 133+43, 134+45, 121+69, 67, 72, 74, 75, 78, 160+7, 96+98, 96+99, 104+101, 106+108+81) aufweist, die nach dem Öffnen der ersten Membran selbst­ tätig, quasi programmiert nacheinander aufgehen, damit das dahinter jeweils ge­ speicherte Gas nach und nach freigeben, wobei die zugehörigen durchströmten Öffnungen hinsichtlich ihrer jeweils einzelnen Querschnitte und hinsichtlich der Gesamtquerschnittsfläche strömungsbestimmend für den Massenstrom des je­ weils ausströmenden Gases ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Membran 160 durch eine Wirbelstrom erzeugende Erregerspule 152 entwe­ der direkt, oder über die Vermittlung einer Schicht 159 oder eines Werkzeuges 154 zerstört wird.1. Opening method for membranes for a single or multi-stage gas generator, in particular for automotive airbag systems, with at least one gas container ( 10 , 68 , 70 ) in which contain a supply gas and / or in which gas it can be generated and / or which gas can be supplied, whereby the gas container has at least one controllable opening device ( 5 , 23 , 24 , 61 , 64 , 65 , 71 , 73 , 76 , 80 , 152 , 154 ) and otherwise a series connection of internal membrane or plate systems ( 9 + 30 , 22 + 88 + 91 , 22 + 88 + 114 , 33 + 34 , 35 + 36 , 114 + 41 + 42 + 47 , 44 + 45 , 46 + 43 , 54 + 42 , 130 + 43 , 132 + 45 , 133 + 43 , 134 + 45 , 121 + 69 , 67 , 72 , 74 , 75 , 78 , 160 + 7 , 96 + 98 , 96 + 99 , 104 + 101 , 106 + 108 + 81 ) after opening the the first membrane works itself, quasi programmed one after the other, so that the gas stored behind it is released gradually, with the associated flow-through openings I of their individual cross-sections and with regard to the total cross-sectional area are designed to determine the mass flow of the gas flowing out, characterized in that the first membrane 160 by means of an excitation coil 152 generating eddy current either directly or via the mediation of a layer 159 or a tool 154 gets destroyed. 2. Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Memb­ ran vor den Ausströmöffnungen 8 durch ein im Gasbehälter 10 oder außerhalb des Gasbehälters 10 angebrachte, in ihr selbst Wirbelströme erzeugende Bau­ gruppe zerstört wird, wobei die hier entstehenden Kräfte für seine Zerstörung ge­ nutzt werden.2. Gas generator according to claim 1, characterized in that the first membrane ran in front of the outflow openings 8 by an attached in the gas container 10 or outside of the gas container 10 , in itself generating eddy currents construction is destroyed, the forces arising here for its destruction ge be used. 3. Gasgenerator, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Memb­ ran vor den Ausströmöffnungen 8 durch ein im Gasbehälter 10 oder außerhalb des Gasbehälters 10 angebrachte, in ihr selbst Wirbelströme erzeugende Bau­ gruppe zerstört wird, wobei die Materialaufweichung durch die schlagartige Er­ hitzung der Membran durch die in ihr induzierten Sekundär- bzw. Wirbelströme für seine Zerstörung genutzt werden.3. Gas generator, according to claim 1, characterized in that the first membrane ran in front of the outflow openings 8 by an attached in the gas container 10 or outside of the gas container 10 , in itself generating eddy currents construction is destroyed, the material softening by the sudden heating the membrane can be used for its destruction by the secondary or eddy currents induced in it. 4. Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Memb­ ran vor den Ausströmöffnungen 8 durch ein im Gasbehälter 10 oder außerhalb des Gasbehälters 10 angebrachte, in ihr selbst Wirbelströme erzeugende Bau­ gruppe zerstört wird, wobei die Wirbelströme in einem als Werkzeug dienenden Teil 154 erzeugt werden, das danach von der Spule abgedrückt wird und dadurch die Membran rein mechanisch zerstört.4. Gas generator according to claim 1, characterized in that the first membrane ran in front of the outflow openings 8 by an attached in the gas container 10 or outside of the gas container 10 , in itself generating eddy currents construction is destroyed, the eddy currents in a part serving as a tool 154 are generated, which is then pushed off the coil and thereby destroys the membrane purely mechanically. 5. Gasgenerator nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, dass die Energie für die Erregerspule 152 von außen über eine Feldspule 158 in den Gasgenerator eingestrahlt wird und damit die Erregerspule nach außen nicht mit einem Kabel versorgt werden muß.5. Gas generator according to one of the preceding claims, characterized in that the energy for the excitation coil 152 is radiated from the outside via a field coil 158 into the gas generator and thus the excitation coil does not have to be supplied to the outside with a cable. 6. Gasgenerator nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, dass die Öffnungszeit eines beliebigen Plattensystems durch Lauflänge 103, Masse der Platte 101 und den auf die Platte wirkenden Druck p eingestellt wird.6. Gas generator according to one of the preceding claims, characterized in that the opening time of any plate system is set by barrel length 103 , mass of the plate 101 and the pressure p acting on the plate. 7. Gasgenerator nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, dass die Auslassöffnungen sich selbst steuernd nacheinander aufmachen, wenn die erste Membran vor den Auslassöffnungen 8 der Hintereinanderschal­ tung von Membranen zerstört wird und letztendlich beispielsweise in ein Füh­ rungsrohrs, eine Wirbelkammer 159 oder einen Diffusor münden, welcher eine oder mehrere Ausströmöffnungen (8) für das im Gasbehälter befindliche oder darin erzeugbare Gas aufweist.7. Gas generator according to one of the preceding claims, characterized in that the outlet openings open themselves in a controlling manner when the first membrane in front of the outlet openings 8 of the series connection of membranes is destroyed and ultimately, for example, in a guide tube, a swirl chamber 159 or one Open diffuser, which has one or more outflow openings ( 8 ) for the gas located in or can be generated therein. 8. Gasgenerator nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, dass alle von den Membran- oder Plattensystemen eingeschlossenen Volu­ mina unterschiedlich groß sein können und mit ein und demselben Gas gefüllt sind. 8. Gas generator according to one of the preceding claims, characterized net that all Volu. enclosed by the membrane or plate systems mina can be of different sizes and filled with one and the same gas are.   9. Gasgenerator nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, dass alle von den Membran- oder Plattensystemen eingeschlossenen Volu­ mina unterschiedlich groß sein können und mit verschiedenen Gasarten gefüllt sind.9. Gas generator according to one of the preceding claims, characterized net that all Volu. enclosed by the membrane or plate systems mina can be of different sizes and filled with different types of gas are. 10. Gasgenerator nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, dass alle von den Membran- oder Plattensystemen eingeschlossenen Volu­ mina unterschiedlich groß sein können und mit verschiedenen Gasdrücken gefüllt sind.10. Gas generator according to one of the preceding claims, characterized net that all Volu. enclosed by the membrane or plate systems mina can be of different sizes and filled with different gas pressures are. 11. Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die jeweiligen Öffnungen der Membran- bzw. Plattensysteme je­ weils eine unterschiedliche Öffnungsquerschnittsfläche aufweisen.11. Gas generator according to one of the preceding claims, characterized records that the respective openings of the membrane or plate systems each because they have a different opening cross-sectional area. 12. Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die jeweiligen Öffnungen dler Membran- bzw. Plattensysteme in Strömungsrichtung jeweils einen unterschiedlichen Verlauf der Öffnungsquer­ schnittsfläche aufweisen.12. Gas generator according to one of the preceding claims, characterized indicates that the respective openings of the membrane or plate systems in Flow direction a different course of the opening cross have cutting surface. 13. Gasgenerator nach einem der vorgehende Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, dass die jeweiligen Öffnungen der Membran- bzw. Plattensysteme in Strö­ mungsrichtung verjüngend, erweiternd oder in Form einer Laval-Düse ausgebil­ det sind.13. Gas generator according to one of the preceding claims, characterized net that the respective openings of the membrane or plate systems in Strö Direction of tapering, widening or in the form of a Laval nozzle det. 14. Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die jeweiligen Öffnungen der Membran- bzw. Plattensysteme mit­ tels jeweils einer zerstörbaren Membran bzw. ausdrückbaren Platte verschlössen sind.14. Gas generator according to one of the preceding claims, characterized records that the respective openings of the membrane or plate systems with close each a destructible membrane or expressible plate are. 15. Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die jeweiligen Öffnungen der Membran- bzw. Plattensysteme mit­ tels jeweils mehreren zerstörbaren Membranen oder ausdrückbaren Platten ver­ schlossen sind.15. Gas generator according to one of the preceding claims, characterized records that the respective openings of the membrane or plate systems with  means several destructible membranes or expressible plates are closed. 16. Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Membranen eine örtlich konstante Wandstärke aufweisen.16. Gas generator according to one of the preceding claims, characterized records that the membranes have a locally constant wall thickness. 17. Gasgenerator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Membranen eine örtlich variable Wandstärke aufweisen, um so bereits durch eine eingebaute Stufe funktionell eine Zweistufigkeit zu errei­ chen.17. Gas generator according to one of the preceding claims, characterized records that the membranes have a locally variable wall thickness in order to to achieve a two-stage function already with a built-in stage chen.