DE3903216A1 - Airbag - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Airbag, bestehend aus einem aufblasbaren Ge­ webekissen mit zwei aneinandergehefteten Gewebebahnen aus Kunststoffasern.

Derartige Airbags werden als sogenannte Lenkrad-Airbags, Beifahrer-Air­ bags und Kniepolster in Kraftfahrzeugen eingebaut, um als passive Rück­ haltevorrichtung die Insassen bei Unfällen zu schützen. Bei einer plötzli­ chen Verzögerung, z. B. einem Aufprall, werden die Insassen bekanntlich zu­ nächst nach vorn und anschließend in den Fahrersitz zurückgeschleudert, was mit schweren Verletzungen einhergehen kann. Zur Absorption der kine­ tischen Energie der Insassen löst ein Sensor eine explosionsartige Füllung des Airbags vor den Insassen aus, wodurch diese gegenüber dem Fahrzeug ab­ gestützt werden. Als Füllzeit stehen nur wenige Millisekunden zur Verfü­ gung und unmittelbar danach muß sich der Airbag wieder entleeren.

Gebildet wird der Airbag im allgemeinen von einem Gewebekissen aus Kunst­ stoffasern. Die als scheuerbeständig und sehr elastisch bekannten Poly­ amidfasern werden vorzugsweise eingesetzt. Auf das noch luftdurchlässige Polyamidgewebe wird eine Gummierung aufgebracht, damit das Gewebekissen für einen ausreichenden Zeitraum die Luftfüllung hält.

Zudem muß der Airbag für diesen Verwendungszweck eine bestimmte dreidimen­ sionale Form aufweisen, damit sich dieser im aufgeblasenen Zustand der Form des Innenraumes des Fahrzeuges anpaßt. Diese Form ist im allgemeinen relativ kompliziert und verlangt eine Herstellung des Gewebekissens aus verschiedenen Zuschnitteilen, die durch Nähen, Kleben, Schweißen usw. mit­ einander zu verbinden sind. Die vielen Verbindungsstellen sind oft nicht frei von Falten und sind bevorzugte Rißstellen, so daß derartige Gewebe­ kissen nicht mit der erforderlichen Zuverlässigkeit arbeiten.

Aus der DE-OS 25 25 440 ist ein Verfahren zur Herstellung eines aufblasba­ ren Luftkissens bekannt, bei dem eine Gewebebahn zu einem offenen Schlauch gewebt oder gewirkt und dann flach zu einer vierseitigen Form zusammenge­ legt und schließlich entlang der beiden ursprünglich offenen Ränder abge­ dichtet wird. Zur Verbesserung der Gasundurchlässigkeit kann das Gewebe­ kissen mit Gummi oder Harz überzogen werden. Durch ein Falten von Eckbe­ reichen und ein Anbringen von Abnähern durch Verbinden der beiden Kissen­ seiten, wird das flache Kissen in einen dreidimensional formbaren Hohlkör­ per umgewandelt. Ebenso wie bei einem Herstellen eines Airbags aus mehre­ ren Zuschnitteilen, weist dieser Airbag eine Vielzahl von Nähten auf. Ein Airbag, der bei einem Aufprall des Fahrzeuges seine Sicherheitsfunktion voll ausüben soll, muß sich jedoch explosionsartig aufblasen lassen. Die Vielzahl der Nähte birgt dann allerdings eine große Gefahr des Platzens derselben, verbunden mit einem möglichen Ausfall des Rückhaltevermögens des Airbags.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Airbag nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der einfach aufgebaut und dabei zuverlässig auf­ blasbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß die beiden Gewebebahnen von einem unaufgeschnittenen Doppel­ polgewebe mit Ober- und Unterware gebildet werden, deren Gewebebahnkanten miteinander verwebt sind, und einzelne Polfäden die Oberware und Unterware an zerstreut angeordneten Abbindungspunkten mit varierbarem Abstand zuei­ nander verbinden.

Hierdurch wird ein Airbag geschaffen, der reißfest und unabhängig von der Anbringung von Zuschnitts- oder Formungsnähten entsprechend den Innen­ raumverhältnissen eines Kraftfahrzeuges gestaltbar ist. Der Airbag ist so­ gar weitgehend nahtlos ausgebildet, da das Doppelplüschgewebe beispiels­ weise als kugeliger oder ellipsoider Körper konfektionierbar ist. Durch die Existenz innerer Verbindungsfäden, der Polfäden, wird zudem die Reiß­ festigkeit zusätzlich erhöht, da die Polfäden ungleichmäßige Spannungen bei der explosionsartigen Ausdehnung des Airbags umlagern. Desweiteren kann über die inneren Verbindungsfäden die äußere Form des Airbags durch Muldungen und/oder Ausbeulungen vielgestaltig variiert werden, wodurch ei­ ne Anpassung an die jeweiligen Raumverhältnisse eines Fahrzeuges möglich wird. Diese Modifizierung der Raumform kann einfach durch unterschiedlich lange Polfäden an den einzelnen Abbindungspunkten erreicht werden.

Für eine möglichst gute Verteilung der auf das aufgeblasene Gewebekissen wirkenden Kräfte sind die unterschiedlichen Längen der Polfäden an den verschiedenen Abbindungspunkten vorzugsweise so aufeinander abgestimmt, daß im aufgeblasenen Zustand alle Polfäden straff zwischen Ober- und Un­ terware angeordnet sind. Zur Übertragung der an den Polfäden angreifenden Zugkräfte auf die Gewebebereiche können die Polfäden in Kettrichtung ent­ lang mehrerer Schußfäden eingewebt sein. Eine weitere Kraftverteilung kann durch das Vorsehen von jeweils zwei sich kreuzenden Polfäden an jedem Ab­ bindungspunkt vorgesehen sein.

Die Verteilung der Abbindungspunkte über den Airbag kann so gewählt wer­ den, daß in Kett- und Schußrichtung der Abstand benachbarter Abbindungs­ punkte zwischen 1 und 15 cm liegt.

Als Fasermaterial für die Gewebebahnen werden Fasern wie Polyamid und Pol­ ypropylen mit guten elastischen Eigenschaften oder wie Aramid (Kevlar) mit einer zusätzlich hohen Temperaturbeständigkeit bevorzugt.

Durch die Wahl eines höheren Gewebegewichts für die Ober- und Unterware von beispielsweise 300-500 g/m² und den damit verwendeten stärkeren Gar­ nen kann der Luftdurchlaß auf Werte unter 20 l/m²/sec reduziert werden. Da der Airbag neben einem kurzfristigen Gashaltevermögen auch eine gewisse Luftdurchlässigkeit besitzen muß, um nach dem Aufprall wieder insich zu­ sammenzufallen, kann gegebenenfalls eine zusätzliche Gummierung entfallen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Teilansicht des Innenraumes eines Kraftfahrzeuges mit einem Airbag,

Fig. 2 und 3 zeigen schematisch Schnitte eines Airbags mit verschiedenen äußeren Umfangsformen,

Fig. 4 zeigt einen Teilschnitt einer Gewebebahn des Airbags in Kett­ richtung,

Fig. 5 zeigt schematisch einen Querschnitt eines Airbags mit modifizier­ tem äußeren Umfang.

Fig. 1 zeigt teilweise einen Fahrzeuginnenraum 1 mit einem Fahrer 2 und einem aufgeblasenen Airbag 3 zwischen Fahrer 2 und Lenkrad 4. Der Airbag 3, der in seinem leeren zusammengelegten Zustand an und/oder in Innenwa­ dungen des Kraftfahrzeuges, hier dem Lenkrad 4, untergebracht ist, schützt den Fahrer 2 vor einem Aufschlagen mit dem Kopf- und Brustbereich auf das Lenkrad 4 und ein Armaturenbrett 5. Der hier dargestellte und dem Fahrer 2 zugeordnete Airbag 3 besitzt im allgemeinen ein Volumen von etwa 60 Li­ tern, während ein nicht dargestellter, für den Beifahrer verwendbarer Air­ bag mit einem größeren Volumen, vorzugsweise 100 bis 150 Litern, ausgebil­ det ist. Ein für den Kniebereich verwendbarer Airbag besitzt ein Volumen unter etwa 60 Litern.

Das Aufblasen des Airbags 3 erfolgt durch Abbrennen von Feststofftreibsät­ zen, die bei einer plötzlichen Verzögerung, z. B. Frontalaufprall des Fahr­ zeuges, durch Sensoren ausgelöst werden. Für ein wirksames Absorbieren der kinetischen Energie des Fahrers 2 und gegebenenfalls weiterer Insassen muß dieses Aufblasen in wenigen Millisekunden beendet sein, wodurch der Airbag 3 explosionsartig entfaltet wird.

Der Aufbau des Airbags 3 wird anhand der Fig. 2 bis 5 näher erläutert.

Die Fig. 2 und 3 zeigen einen Airbag 3 in Form eines faltbaren und auf­ blasbaren Gewebekissens, dessen weitgehend geschlossen konfektionierte Ge­ webebahn von einem unaufgeschnittenen Doppelpolgewebe mit Oberware 6, Un­ terware 7 und Polfäden 8 gebildet wird. An ihren seitlichen Webkantenbe­ reichen sind Ober- und Unterware 6 und 7 miteinander verwebt, so daß, wie die Querschnitten der Fig. 2 und 3 zeigen, eine schlauchförmige und nahtlose Umfangswandung entsteht. Die verbleibenden Ränder können bis auf eine Restöffnung für ein Einbringen der Gastreibladung durch Nähen, Kleben oder Schweißen verschlossen oder auch bereits derart konfektioniert wer­ den, mittels beispielsweise einer Jacquardmaschine, wodurch ein füllbarer Hohlkörper entsteht. Zwischen Ober- und Unterware 6 und 7 sind die Polfä­ den 8 angeordnet, die an zerstreut angeordneten Abbindungspunkten 9 und unter Einlegung in das Doppelpolgewebe zwischen Oberware 6 und Unterware 7 hin und her wechseln. Die Dichte und Länge der Polfäden 8 ist variierbar und an den konfektionierten Hohlkörper derart anpaßbar, daß bei aufgebla­ senem Airbag 3 alle Polfäden 8 straff zwischen Ober- und Unterware 6 und 7 liegen. In den kurvenförmig konfektionierten Bereichen der Ober- und Un­ terware 6 und 7 sind vorzugsweise die Polfäden 8 dichter benachbart zuei­ nander angeordnet. Hierdurch wird eine bessere Ausrichtung von Ober- und Unterware 6 und 7 zueinander und einer festere Verbindung erreicht.

Fig. 2 zeigt den Querschnitt eines Airbags 3, der die Form eines Ellipso­ ids besitzt, während Fig. 3 den Querschnitt für einen als Kugel geformt Airbag 3 zeigt. Neben diesen beiden Raumformen, sind auch andere dreidi­ mensionale Hohlkörper aus diesem unaufgeschnittenen Doppelpolgewebe kon­ fektionierbar. Je nach Volumen und Form des Airbags kann die Länge der Polfäden zwischen 2 und 80 cm liegen.

Fig. 4 zeigt das unaufgeschnittene Doppelpolgewebe mehr im Detail. Ober- und Unterware 6 und 7 bestehen aus Kettfäden 10 und Schußfäden 11, die in einer Grundbindung verkreuzt sind. Als Grundbindung ist hier eine Lein­ wandbindung vorgesehen. Andere Grundbindungen wie Köper- und Atlas- sowie die abgeleitete Ripsbindung sind ebenfalls einsetzbar.

Miteinander verbunden werden die Ober- und Unterware 6 und 7 durch die Polfäden 8, die in Kettrichtung eingewebt sind. Das Doppelpolgewebe ist vorzugsweise in Kettsamttechnik gewebt. Die Art der Einbindung der Polfä­ den 8 erfolgt über W-Noppen, bei denen die Polfäden 8 entlang mehrerer Schußfäden 11, vorzugsweise 5 bis 20, in der Ober- oder Unterware 6 oder 7 geführt werden. Gemäß Fig. 4 können zweite Polfäden 12 vorgesehen, die an den Abbindungsorten der Polfäden 8 unter Kreuzung mit diesem in die je­ weils andere Ware 6, 7 wechselen. Die Zahl der Polfäden 8 und 10 je m² hängt ab von der zu erzielenden Stützwirkung und/oder der gewünschten Form des Airbags 3. Vorzugsweise beträgt der Abstand benachbarter Abbindungs­ punkte 9 in Kett- und Schußrichtung 1 bis 15 cm.

Als Fasermaterial dienen Kunsstoffaser, von denen die scheuerfesten und sehr elastischen Polyamidfasern sowie die sehr elastischen Polypropylenfa­ sern bevorzugt werden, da diese Fasern dem Airbag 3 einen zusätzlichen, vom Material bedingten Dämpfungseffekt verleihen.

Ober- und Unterware 6 und 7 besitzen ein relativ hohes Gewebegewicht unter Verwendung stärkerer Garnen. Hierdurch wird ein Gewebe mit einem niedrige­ ren Luftdurchlaß erreicht. Das Gewebegewicht liegt vorzugsweise zwischen 300 und 500 g/m² und der Luftdurchlaß unter 20 l/m²/sec. Die Garnstärken liegen zwischen 100 und 600 tex. Sollte der Luftdurchlaß für die gewünsch­ te Dauer der Gasfüllung nicht ausreichen, kann die Außenseite des Doppel­ polgewebes noch beschichtet sein, beispielsweise mit Gummi oder Harz.

Fig. 5 zeigt schließlich noch ein weiteres Ausführungsbeispiel des Air­ bags 3, bei dem die Umfangswandung des Airbags 3 mit Muldungen 13 und Aus­ beulungen 14, hervorgerufen durch kürzere oder längere zugeordnete Polfä­ den 8, ausgebildet ist.

Claims (9)

1. Airbag für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem aufblasbaren Gewebe­ kissen mit zwei aneinandergehefteten Gewebebahnen aus Kunstoffasern, da­ durch gekennzeichnet, daß die beiden Gewebebahnen von einem unaufgeschnit­ tenen Doppelpolgewebe mit Oberware (6) und Unterware (7) gebildet werden, deren Gewebebahnkanten miteinander verwebt sind, und einzelne Polfäden (8, 12) die Oberware (6) und Unterware (7) an zerstreut angeordneten Abbin­ dungspunkten (9) mit varierbarem Abstand zueinander verbinden.

2. Airbag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für eine dreidi­ mensionale Form des Gewebekissens (3) einzelne, mit Abstand benachbart zueinander angeordnete Polfäden (8, 12) verschieden lang ausgebildet sind.

3. Airbag nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polfä­ den (8, 12) in Kettrichtung eingewebt sind.

4. Airbag nach einem der Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Abbindungspunkt (9) jeweils zwei gekreuzte Polfäden (8, 12) Ober­ ware (6) und Unterware (7) aneinanderheften.

5. Airbag nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Oberware- und Unterware (6, 7) eine Leinwandbindung aufweisen.

6. Airbag nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Kett- und Schußrichtung der Abstand benachbarter Abbindungspunkte (9) zwischen 1 und 5 cm liegt.

7. Airbag nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffasern aus Polyamid oder Polypropylen bestehen.

8. Airbag nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht der Ober- und Unterware (6, 7) jeweils zwischen 300 und 500 g/m² liegt.

9. Airbag nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Garnstärke zwischen 100 und 600 tex, vorzugsweise zwischen 100 und 250 tex liegt.