Die Erfindung betrifft einen Gassack, der sich insbesondere
zum Schutz des Kniebereichs eines Fahrzeuginsassen eignet
und Verfahren zur Herstellung eines solchen Gassacks.
Airbags für den Kniebereich (Kniebags) müssen im Kollisions
fall den relativ hohen Energieanteil der unteren Körperhälf
te eines Fahrzeuginsassen auf einer relativ kleinen Fläche
und einem relativ geringen Vorverlagerungsweg abbauen. Um
die Knie bzw. Unterschenkel des Fahrzeuginsassen sicher
zurückzuhalten, ist erforderlich, daß der Kniebag sich
schnell entfaltet und hohe Rückhaltekräfte aufbauen kann.
Aus der DE 297 10 745 U1 ist eine Knie-Rückhalteeinrichtung
bekannt, bei der im Kollisionsfall eine Kniefängerplatte
durch einen Gassack in Richtung der Knie eines Fahrzeugin
sassen bewegt wird. Fangbänder dienen dabei zur Festlegung
der Endposition der Kniefängerplatte und zur Steuerung der
Bewegungsbahn der Kniefängerplatte während des Entfaltungs
vorgangs. Die Verwendung einer Kniefängerplatte weist den
Vorteil auf, daß bei Kontakt mit den Knien des Fahrzeugin
sassen auf den Gassack einwirkende Kräfte über die Kniefän
gerplatte auf eine große Fläche verteilt werden, so daß
hohe Rückhaltekräfte mit einem relativ niedrigen Gassackin
nendruck realisiert werden können. Die Verwendung einer
Kniefängerplatte ist jedoch aufwendig und kostenintensiv.
Die DE 298 07 424 U1 offenbart eine Knieschutzeinrichtung
mit einem kissenförmig zugeschnittenen Gassack. Zum Aufbrin
gen einer hohen Rückhaltekraft sind im Gassack Fangbänder
vorgesehen, die gegenüberliegende Abschnitte der Gassackwan
dung verbinden und so einer Gestaltänderung des Gassacks
beim Eintauchen der Knie entgegenwirken. Zusätzlich sind
Trennwände zur Bildung von mehreren Kammern im Inneren des
Gassacks vorgesehen. Die Verwendung von Fangbändern und
Ausbildung von Trennwänden im Inneren des Gassacks stellt
ebenfalls eine aufwendige und kostenintensive Lösung dar.
Auch liegt bei einem kissenförmigen Gassackzuschnitt eine
ungünstige Spannungsverteilung bei hohem Gassackinnendruck
vor, da im Nahtbereich Spannungsspitzen bestehen. Zusätz
lich weist ein kissenförmiger Gassackzuschnitt den Nachteil
auf, daß im Randbereich des Kissens aufgrund der dort abneh
menden Tiefe des Gassacks eine verschlechterte Rückhaltewir
kung vorliegt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gassack, 4
insbesondere für den Kniebereich eines Fahrzeuginsassen zur
Verfügung zu stellen, der sich durch einen einfachen und
kostengünstigen Aufbau sowie eine günstige Spannungsvertei
lung bei hohem Innendruck des entfalteten Gassacks auszeich
net. Zusätzlich sollen Verfahren zur Herstellung eines
solchen Gassacks zur Verfügung gestellt werden.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch einen Gassack
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und Verfahren zur Herstel
lung eines Gassacks mit den Merkmalen der Ansprüche 10, 12
oder 14 gelöst. Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Danach zeichnet sich der erfindungsgemäße Gassack dadurch
aus, daß er im entfalteten Zustand in einem Hauptbereich im
wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist. An den zylindri
schen Hauptbereich schließt sich seitlich jeweils ein
Seitenbereich des Gassacks an, in dem bzw. durch den der
Hauptbereich seitlich verschlossen wird.
Durch den im wesentlichen zylindrischen Zuschnitt des
Gassacks wird ein einfach aufgebauter Gassack mit einer
symmetrischen Form zur Verfügung gestellt, der eine im
wesentlichen gleichmäßige Spannungsverteilung aufweist.
Dabei können durch die symmetrische Spannungsverteilung im
Gassack hohe Innendrücke zur Verfügung gestellt werden, so
daß auch bei einem lediglich in einem kleinen Bereich des
Gassacks erfolgenden Kontakt mit den Knien des Insassen
hohe Rückhaltekräfte erzielbar sind. So können aufgrund des
hohen Innendruckes auf einer relativ kurzen Strecke die
Trägheitskräfte des sich nach vorne verlagernden Fahrzeugin
sassen abgebaut werden.
Des weiteren wird aufgrund des durchgehend gleichen Quer
schnitts des Gassacks in seinem zylindrischen Hauptbereich
anders als bei kissenförmigen Gassäcken im gesamten Gassack
bereich eine gute Rückhaltewirkung bereitgestellt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Gassackes weist der jeweilige Seitenbereich des Gassacks
eine geringe Längsausdehnung auf. Unter Längsausdehnung
wird dabei die Ausdehnung des Seitenbereiches in Richtung
der Längsachse des zylindrischen Hauptbereichs verstanden.
Durch die geringe Längsausdehnung des Seitenbereiches wird
ein Gassack bereitgestellt, der sich bis kurz vor seine
seitlichen Enden zylindrisch erstreckt. Mit anderen Worten
ist der Übergang zwischen dem zylindrischen Bereich und dem
seitlichen Verschluß des Gassackes kurz. Hierdurch wird
gewährleistet, daß der Gassack bis möglichst weit an seinen
seitlichen Rand einen konstanten Querschnitt aufweist, so
daß auch ein in diesem Randbereich mit dem Gassack in
Kontakt tretendes Körperteil (Knie) zuverlässig zurückgehal
ten wird.
Bevorzugt wird der Seitenbereich durch Vernähen der seitli
chen Enden von Gassackgewebelagen erzeugt, die durch einfa
ches oder mehrfaches Falten einer einteiligen, im wesentli
chen rechteckigen Gewebebahn entstanden sind. Insbesondere
werden hierzu bevorzugt Gassackgewebelagen seitlich ver
näht, die dadurch erzeugt werden, daß die Gewebebahn auf
die halbe Breite zusammengelegt, die Längsseiten der Gewebebahn
miteinander verbunden, danach kreuz- oder sternförmig
gefaltet und die dabei entstehenden schlaufenartigen Segmen
te aufeinandergelegt und dann durch eine Quernaht seitlich
vernäht werden.
Ein derart ausgebildeter Gassack zeichnet sich durch einen
einteiligen, rechteckigen Zuschnitt aus und ist entspre
chend einfach herstellbar. Fangbänder, Lastverteiler oder
andere Zusatzmittel sind nicht erforderlich. Der Bereich
zwischen den Seitenbereichen stellt den zylindrisch ausge
bildeten Hauptbereich des Gassacks dar. In den Seitenberei
chen ist der Gassack in einfacher Weise durch eine Quernaht
abgeschlossen.
In einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Gassackes wird der Seitenbereich durch Raffen der Enden des
Hauptbereichs und anschließendes Verschließen der gerafften
Enden ausgebildet. Beispielsweise werden die Enden hierzu,
ähnlich wie Enden einer Leberwurst, symmetrisch zusammenge
zogen. Bei dieser Ausgestaltung läßt sich bei hohem Gasin
nendruck eine geringe Längsausdehnung des Seitenbereichs
verwirklichen.
In einer weiteren Ausgestaltung besteht der Seitenbereich
in einem im wesentlichen kreisförmigen Gewebestück, das mit
den seitlichen Enden des zylindrischen Hauptbereichs ver
näht wird. Vorteilig bei dieser Ausgestaltung ist, daß die
Zylinderform bei dieser Variante nahezu bis zum Seitenende
aufrechterhalten wird. Allerdings ist diese Ausführungsform
mit einem relativ hohen Aufwand verbunden, der aus der
komplizierten Führung der Gassackteile beim Nähvorgang
resultiert.
Der zylindrische Hauptbereich des Gassacks besteht bevor
zugt aus einer einteiligen, im wesentlichen rechteckigen
Gewebebahn, deren Längsseiten durch eine Längsnaht miteinan
der verbunden sind. Alternativ ist es jedoch ebenso mög
lich, den Hauptbereich durch einen entsprechend zugeschnit
tenen einteiligen Gewebeschlauch auszubilden.
Dem Gassack ist in an sich bekannter Art und Weise ein
Gasgenerator zum Aufblasen des Gassackes im Kollisionsfall
zugeordnet. Der Gassack bildet zusammen mit dem Gasgenera
tor und einer Einhausung ein Airbagmodul, das beispielswei
se im unteren Bereich der Armaturentafel befestigt ist.
Ein erstes erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung
eines erfindungsgemäßen Gassacks zeichnet sich durch die
Schritte aus:
- a) Zurverfügungstellen eines im wesentlichen zylindrischen
Gewebeschlauches,
- b) Ausbreiten des Gewebeschlauches, und
- c) Vernähen der aufeinanderliegenden seitlichen Enden
jeweils mit einer Quernaht.
Hierdurch wird auf der Basis eines zylindrischen Gewebe
schlauches eine zylindrische Form eines Gassacks in einem
Hauptbereich verwirklicht, wobei der Seitenbereich des
Gassacks jeweils durch eine Quernaht gebildet wird.
In einer bevorzugten Weiterbildung dieses Herstellungsver
fahrens wird nach dem Zurverfügungstellen und Ausbreiten
eines im wesentlichen zylindrischen Gewebeschlauches dieser
auf die halbe Breite zusammengelegt und werden anschließend
die Gewebelagen der übereinanderliegenden Segmente an ihren
seitlichen Enden miteinander vernähnt. Hierdurch wird der
Gassack kompakter ausgebildet und die Längsausdehnung der
Seitenbereiche reduziert.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des genannten
Herstellungsverfahrens wird der Gewebeschlauch zunächst
kreuz- oder sternförmig gefaltet. Dabei entstehen schlaufen
artige Segmente. Bei einer kreuzförmigen Faltung entstehen
vier derartige Segmente, bei einer sternförmigen Faltung
beispielsweise sechs oder acht Segmente. Die schlaufenarti
gen Segmente, die in Längsrichtung verlaufende Gassackgewe
belagen ausbilden, werden durch Verkippen aufeinanderge
legt, so daß eine flächige, wiederum rechteckige Gesamtkon
tur entsteht. Anschließend werden die seitlichen Enden der
schlaufenartigen Segmente durch eine Quernaht miteinander
vernäht.
Diese Art der Faltung des Gassacks weist den Vorteil auf,
daß sich im aufgeblasenen Zustand die Längsausdehnung der
Seitenbereiche des Gassacks weiter reduziert hat.
Ein zweites erfindungsgemäßen Verfahren zeichnet sich
dadurch aus, daß zunächst ein im wesentlichen zylindrischer
Gewebeschlauch zur Verfügung gestellt wird. Dieser wird
anschließend an seinen seitlichen Enden zusammengerafft und
dann verschlossen, etwa durch Abklemmen oder Vernähen des
gerafften Bereichs.
Ein drittes erfindungsgemäßes Verfahren zeichnet sich
dadurch aus, daß zunächst ein im wesentlichen zylindrischer
Gewebeschlauch zur Verfügung gestellt wird und an die
seitlichen Enden des Gewebeschlauches im wesentlichen
kreisförmige Gewebestücke angenäht werden. Die damit verbun
denen Vorteile wurden bereits weiter oben erläutert.
Zum Zurverfügungstellen des zylindrischen Gewebeschlauches
wird bevorzugt eine einteilige, rechteckig zugeschnittene
Gewebebahn auf die halbe Breite gefaltet, wobei die Längs
kanten der Gewebebahn aufeinander zu liegen kommen. An
schließend werden die aufeinanderliegenden Längskanten zu
einer Längsnaht vernäht. Hierdurch wird auf der Basis einer
einteiligen Gewebebahn rechteckigen Zuschnitts ein zylindri
scher Gewebeschlauch bereitgestellt. Alternativ wird der
Gewebeschlauch bereits bei der Herstellung einteilig als
gewebter Schlauch hergestellt, ohne daß eine Naht vorliegt.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die
Figuren der Zeichnung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 - die Herstellung und Ausbildung einer ersten
Ausführungsform eines Gassacks;
Fig. 2 - die Herstellung und Ausbildung einer zweiten
Ausführungsform eines Gassacks;
Fig. 3 - die Herstellung und Ausbildung einer dritten
Ausführungsform eines Gassacks;
Fig. 4 - eine vierte Ausführungsform eines Gassacks;
Fig. 5a - schematisch die zylindrische Form eines Gas
sacks im seitlichen Schnitt und
Fig. 5b - schematisch die zylindrische Form eines Gas
sacks in Draufsicht.
Fig. 1 zeigt die Abfolge zur Herstellung eines ersten
Ausführungsbeispiels eines Gassacks 1. Der Gassack ist
dabei jeweils im Schnitt und in Draufsicht dargestellt. Aus
gangspunkt ist eine einteilige, rechteckige Gewebebahn 100
mit Längsseiten 101 und Querseiten 102. Die Gewebebahn 100
wird zunächst auf ihre halbe Breite zusammengefaltet, wobei
zwei Gewebelagen 103, 104 aufeinander zu liegen kommen, die
jeweils Längsabschnitte der Gewebebahn darstellen. Die
Gewebebahnen 103, 104 werden an ihren freien Enden, d. h.
den Seitenkanten 101 zu einer Längsnaht 105 miteinander
verbunden.
Anschließend wird die so gefaltete Gewebebahn erneut auf
die halbe Breite zusammengelegt, wobei zwei Segmente 106,
107 übereinander zu liegen kommen. Diese beiden Segmente,
die aus insgesamt vier Lagen Gewebematerial bestehen,
werden an ihren seitlichen Enden, d. h. an den Querseiten
102, durch einfache Quernähte 108 miteinander verbunden.
Bei Entfalten des auf diese Weise hergestellten Gassackes 1
bildet sich in einem mittleren Hauptbereich A eine zylindri
sche Form des Gassacks 1 aus, in dem der Gassack 1 einen im
wesentlichen konstanten Querschnitt aufweist. Der Umfang
des zylindrischen Gassacks 1 ist in diesem Bereich gleich
der Länge der Querseiten 102 der Gewebebahn 100. Der zylin
drische Hauptbereich A wird durch die seitlichen Bereiche B
abgeschlossen, in denen die Quernähte 108 ausgebildet sind.
Es wird darauf hingewiesen, daß in der einfachsten Ausfüh
rungsform der Erfindung bereits unmittelbar nach Anbringen
der Längsnaht 105 die Quernähte angebracht werden, ohne daß
die Gewebebahn ein weiteres Mal auf ihre halbe Breite
zusammengelegt wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 erfolgt die Herstel
lung des Gassackes zunächst wie in bezug auf Fig. 1 be
schrieben. Nach Anbringen der Längsnaht 105 wird die Gewebe
bahn dann sternförmig gefaltet, wobei vier schlaufenartige
Segmente 111, 112, 113, 114 entstehen, die über einen
mittleren Bereich 115 miteinander in Verbindung stehen.
Anschließend wird das obere Segment 111 auf das linke
Segment 114 und das untere Segment 113 auf das rechte
Segment 112 gelegt, so daß jeweils vier Gewebelagen überein
ander angeordnet sind. Anschließend werden wiederum Quernäh
te 108 an den seitlichen Enden angebracht.
Im aufgeblasenen Zustand bilden sich wiederum Hauptbereich,
mit der gewünchten zylindrischen Form, und Seitenbereich
entsprechend der Fig. 1 aus. Gegenüber der Ausführungsvari
ante der Fig. 1 weist die Ausführungsvariante der Fig. 2
den Vorteil auf, daß sich im entfalteten Zustand die Längs
ausdehnung der Seitenbereiche des Gassackes weiter redu
ziert hat.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 unterscheidet sich von
dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 insofern, als eine
sternförmige Faltung mit 6 Segmenten 121, 122, 123, 124,
125, 126 vorgenommen wird. Die beiden oberen Segmente 121,
126 werden dann auf das linke Segment 125 und die beiden
unteren Segmente 123, 124 auf das rechte Segment 122 ge
legt. Es kommen dann insgesamt 6 Gewebelagen übereinander
in Anlage. Nach dem erläuterten Falten und Aufeinanderlegen
der Segmente werden wiederum Quernähte 108 seitlich ange
bracht.
Es wird darauf hingewiesen, daß naturgemäß auch Gassäcke
entsprechend den Fig. 2 und 3 mit einer anderen Anzahl von
Segmenten hergestellt werden können, etwa 8 oder 10 Segmen
ten.
Die in den Fig. 1-3 beschriebenen und dargestellten Faltun
gen, sowie das Anbringen der Quernaht 108, lassen sich auch
an einem einteilig gewebten Gewebeschlauch durchführen.
In Fig. 4 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel eines
Gassacks dargestellt, der in einem Hauptbereich A eine zy
lindrische Form aufweist. Die Seitenbereiche B sind bei
dieser Ausführungsform dadurch gebildet, daß die Enden des
zylindrischen Bereichs A in Richtung der Längsachse 202 des
Gassacks 2 zusammengerafft und anschließend beispielsweise
mittels eines Klemmteils 201 verschlossen werden. Der
zylindrische Hauptbereich A kann dabei entsprechend Fig. 1
aus einem rechteckigen Gewebeteil hergestellt werden,
dessen Längsseiten zu einer Längsnaht verbunden werden,
oder auch aus einem vorgefertigten, einteilig gewebten Gewe
beschlauch bestehen.
Fig. 5a und 5b zeigen schematisch einen zylindrischen
Gassack 3, der in Kontakt mit dem Knie 4 eines Fahrzeugin
sassen tritt. Der Gassack 3 tritt nach Aktivierung des
Gasgenerators (nicht dargestellt) aus einer Einhausung,
welche in an sich bekannter Weise beispielsweise im unteren
Bereich der Armaturentafel 5 angeordnet ist (vgl. Fig. 5a).
Die zylindrische Form des Gassacks 3 stellt eine im wesent
lichen homogene Spannungsverteilung im Gassack zur Verfü
gung, so daß hohe Gassackinnendrücke bereitgestellt werden
können. Die zylindrische Form des Gassacks stellt darüber
hinaus sicher, daß auch bei Kontakt eines Knies 4 eines
Fahrzeuginsassen mit dem Gassack 3 in dessen Randbereich
eine ausreichende Rückhaltekraft bereitgestellt wird. So
weist der Gassack 3 aufgrund seiner zylindrischen Form im
Randbereich im wesentlichen den gleichen Querschnitt auf
wie in den anderen Bereichen. Bei Eintreten der Knie 4 in
den Gassack 3 erfolgt in dem entsprechenden Bereich eine
Belastung des Gassacks 3, die zu einer weiteren Erhöhung
des Gassackinnendrucks führt und so den Abbau der Bewegungs
energie des Fahrzeuginsassen ermöglicht.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf
die vorstehend dargestellten Ausführungsbeispiele. Wesent
lich für die Erfindung ist allein, daß der Gassack im
entfalteten Zustand in einem Hauptbereich im wesentlichen
zylindrisch ausgebildet ist.