本发明涉及一种用于气体发生器，尤其用于皮带收紧器（Gurtstraffer）或用于保护机动车辆乘客免受损伤的可膨胀的冲击缓冲垫的气体发生材料，这种气体发生材料是由液化气体混合物组成的。 在目前所用的用于可膨胀的冲击缓冲垫（也称气袋）的气体发生器中，使用药片形或垫片状推进剂物料（Treibladungssatz）作为可燃性气体发生材料。这种气体混合物在燃尽时产生对冲击缓冲垫充气的工作气体或增压气体。燃烧固态气体发生材料的缺点，总起来看是，在燃烧时产生的残留物量相当高，占所投入的气体混合物量的50%以上。由于在燃烧时产生残留物及粉尘，必需在气体发生器中设置昂贵的过滤器来截留残留物颗粒及粉尘颗粒。否则，这些颗粒出来时，会使冲击缓冲垫损坏，并会给乘客带来危险。
作为含有固态物质的气体发生器的可供选择的方案有装有压缩气体或空气的气体发生器。但要产生足够的气体体积需要很高的进气压力，这是因为在气体流出时，产生冷却作用，而且不能象在固态物质混合物的情况下那样通过放热反应获得体积增益。
本发明的目的是，提供一种用于气体发生器，尤其是用于皮带收紧器或用于保护机动车辆乘客免受损伤的可膨胀的冲击缓冲垫，且使用时不需要残留物截留设备地气体发生材料。应当投入液化气体作为气体发生材料，它在点燃时有控制地抵达燃烧室，并在其中燃尽。
上述目的解决方案在于，提供作为气体发生材料的一种液化气体混合物，该混合物由一种或多种可燃物及一种氧化剂组成，其中所述液化气体是指这样一种物质，它在标准条件（室温及标准压力）下以气态存在，而鉴于其在贮存室中所处的压力下被液化的材料。这种存在于压力下的液化气体被有控制地注入与贮存室相邻的气体发生器的燃烧室中。在液化气体混合物刚要进入燃烧室之前或者在其进入燃烧室的同时，将装有引爆品的引爆装置点燃。作为引爆品可使用（例如）起爆引线或一种富含颗粒的灼热火焰。起爆烟气及灼热燃烧气体，使由于在燃烧室内所产生的膨胀而蒸发或挥发的液化气体混合物燃烧。可燃性液化气体混合物在燃烧室中燃烧，不残留固态颗粒。因此，在使用本发明的液化气体混合物时，可省去置于至少一个气体发生器壳体壁排出孔之前的各过滤器。如果设置过滤器，它们仅用于冷却目的。但是，冷却作用也可用其它方法来实现，譬如通过将外壳的分配室置于燃烧室之后，燃烧气体从该分配室经由至少一个排出口出来。
本发明建议采用进气压力低的气体混合物，该混合物在燃尽时，由于放热而使体积倍增，而且绝对不需要过滤器。根据本发明可投入的液化气体混合物由一种可燃物组分和一种氧化剂组成。为避免进气压力高，不采用氧气或空气作氧化剂。一氧化二氮（笑气）是一种易于液化的气体（临界压力：72.7巴，临界温度：36.4℃）。笑气的氧化能力是空气的氧化能力的二倍，而且与纯氧或空气相反，笑气直到至少200℃时仍表现为惰性气体，因此即使在高温贮存时，也会阻止静态氧化过程。
可燃物组分由一种或多种醚或链烯烃组成，由氨或氢组成，或者由这些组分的混合物组成。
按照本发明，优选用选自二甲醚和乙基甲基醚及其混合物的醚。按照本发明特别优选的醚为二甲醚。
按照本发明，作为链烯烃优选用低沸点链烯烃，例如乙烯和丙烯及其混合物。特别优选的链烯烃为乙烯。
本发明混合物在宽广的范围内具有可燃性。举例来说，从由97.5%（重量）一氧化二氮及2.5%（重量）可燃物组分组成的混合物至由70%（重量）一氧化二氮及30%（重量）可燃物组分组成的混合物，都具有非常好的可燃性。譬如在使用氨作可燃物的情况下，氨的含量可为14-75（重量份数），一氧化二氮的含量可为25-86（重量份数）。本发明混合物的热稳定性可满足对汽车领域所提出的所有要求。本发明推进剂的贮存稳定性，根据测定为＞105℃。
可燃物与一氧化二氮的重量比以调节在反应后生成不可燃气体混合物为佳。与之相应地，可燃物与一氧化二氮的重量比应当相应于（尽可能地）充分燃烧的化学计量比。因此，以一氧化二氮的用量比可燃物稍过量为有利。于是，反应产物基本上由气态物质（CO2、H2O及N2，此外还有可能存在的各组分的残留部分）组成。使用氨或氢作为可燃物的一个特殊优点是仅生成N2及H2O作为反应产物。对于组分二甲醚和一氧化二氮来说，特别适宜的混合比是二甲醚与一氧化二氮的重量比为12∶88（重量份数）;对于组分乙烯和一氧化二氮而言，乙烯与一氧化二氮的重量比为10∶90（重量份数）;对于组分氨和一氧化二氮而言，氨与一氧化二氮的重量比为15∶85（重量份数）;对于组分氢和一氧化二氮而言，氢与一氧化二氮的重量比为4.3∶95.7（重量份数）。一氧化二氮在此起供氧剂的作用。
反应速度，尤其在液化气体发生器中载料量较高的情况下的反应速度，通过添加惰性气体，特别是生理学上不被怀疑为有害的低固有压力气体，可出乎预料地在宽广的极限内加以控制。因此，特别优选的是选自二氧化碳或氙或其混合物的一种惰性气体。上述惰性气体可优选以10-80%（重量）（以可燃物组分与一氧化二氮的混合物计）的量投入使用。众所周知，二氧化碳象一氧化二氮一样易于液化（临界压力：73.8巴，临界温度：31.0℃）。按照本发明，惰性气体尤其是二氧化碳，起着反应减速剂的作用。此外，二氧化碳比（例如）氮和其它惰性气体具有好得多的各种性能，然而氮及其它惰性气体的使用本不是绝不可能的。氙作为惰性气体，尤其在使用可燃物氨或氢时，显示出仅生成N2及H2O作为反应产物的优点。
根据本发明，所述混合物由14-87.75%（重量）一氧化二氮、0.5-27%（重量）可燃物组分以及必要时的10-80%（重量）惰性气体一起组成。具体来说，可以采用例如本发明的下列组合物：
组合物Ⅰ：
一氧化二氮 90%（重量）
可燃物 10%（重量）
组合物Ⅱ：
一氧化二氮 85%（重量）
可燃物 15%（重量）
组合物Ⅲ：
一氧化二氮 70%（重量）
可燃物 30%（重量）
组合物Ⅳ：
一氧化二氮 97.5%（重量）
可燃物 2.5%（重量）
组合物Ⅴ：
一氧化二氮 14%（重量）
可燃物 6%（重量）
惰性气体 80%（重量）
组合物Ⅵ：
一氧化二氮 59.4%（重量）
可燃物 6.6%（重量）
惰性气体 34%（重量）
组合物Ⅶ：
一氧化二氮 19.5%（重量）
可燃物 0.5%（重量）
惰性气体 80%（重量）
组合物Ⅷ：
一氧化二氮 87.75%（重量）
可燃物 2.25%（重量）
惰性气体 10%（重量）
组合物Ⅸ：
一氧化二氮 63%（重量）
可燃物 27%（重量）
惰性气体 10%（重量）
组合物Ⅹ：
一氧化二氮 44%（重量）
可燃物 6%（重量）
惰性气体 50%（重量）
组合物Ⅺ：
一氧化二氮 45%（重量）
可燃物 5%（重量）
惰性气体 50%（重量）
组合物Ⅻ：
一氧化二氮 28.7%（重量）
可燃物 1.3%（重量）
惰性气体 70.0%（重量）
上述说明应该是对本发明作进一步说明，而非对之加以限定。
本发明混合物的爆炸温度约为3000℃，并随惰性气体含量的增加而下降。因此，反应时体积剧增。动力学对个别体系，例如对个别气袋体系的适应，可通过改变用量，尤其是反应减速剂的量来调节。
对在特殊应用场合下需偏离化学计量比的情况，为了减少气体量，可以譬如用由适宜物质制成流通筛形状的催化剂来进行催化副反应。
为了控制发射特性（CO-NOx-平衡），可使在燃烧室或扩散器中的起反应的气体与簿的例如电镀产生的铂族金属或其合金的镀层接触。
下面所述的试验，证明了本发明混合物的可用性。将推进剂在一种仿照气体发生器的结构、设有一个后置罐并在该罐中设有一个用于气体发生器推进剂的寻常点燃装置的检验装置中进行考核。
实施例1
在一个市售的容积为10ml的一氧化二氮-气胆（例如适用于掼奶油的分发）中，在放出一氧化二氮后，将由90%（重量）一氧化二氮和10%（重量）二甲醚组成的2.5g混合物液化。用起爆品，例如用起爆引线点燃该混合物。在此条件下，体积因爆炸温度高而骤增。这样产生的气体适合譬如用来充灌气袋。
实施例2
本实施例要证明的是本发明混合物的稳定性。使装在按实施例1所灌装的气胆上的市售8号起爆管穿过气胆壁，并点燃混合物，以此使气胆炸成小碎块。只装灌一氧化二氮在爆炸时不会将气胆炸碎。如果在气胆上缠绕一层市售的绝缘带，并再装上起爆管，则气胆壁仅被严重压瘪，但不穿孔，而且也不点燃气体混合物。因此，它甚至经得住起爆管的爆炸冲击。
实施例3
由50%（重量）二氧化碳、44%（重量）一氧化二氮及6%（重量）二甲醚组成的混合物，在燃尽时满足了气袋-发生器的压力-时间要求。
实施例4
由50%（重量）二氧化碳、45%（重量）一氧化二氮及5%（重量）乙烯组成的混合物，在燃尽时满足了气袋-发生器的压力-时间要求。
实施例5
由70%（重量）二氧化碳或氙、28.7%（重量）一氧化二氮及1.3%（重量）氢组成的混合物，在装料密度为0.3g/ml时，表现出在室温下的压力约为50巴左右。燃尽行为与有机-无机配方的燃尽行为相一致。该混合物在燃尽时满足了气袋-发生器的压力-时间要求。在使用氙作惰性气体时，仅生成N2及H2O作为反应产物。