-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Gewebe mit ersten und zweiten
Kettfäden
und ersten und zweiten Schussfäden.
-
Es
sind Gewebe bekannt, die zur Herstellung von Luftsäcken für Personenrückhaltesysteme
eingesetzt werden, und welche unbeschichtet eingebaut werden. Ein
mit einem derartigen Gewebe versehener Luftsack wird im Anwendungsfall
schlagartig mit einem Aufblasgas aufgeblasen, wobei das Gewebe durch
den hierbei entstehenden Druck im Luftsack auf Zug belastet wird
mit der Folge, dass sich die Gewebestruktur öffnet, das heißt dass
sich durch auseinanderziehen der Gewebestruktur die Luftdurchlässigkeit
des Gewebes erhöht,
und im entsprechenden Einsatzfall Aufblasgas entströmen kann.
Dadurch kann die Leistungsfähigkeit
des Luftsacks stark beeinträchtigt
werden, beispielsweise durch eine langsamere Entfaltung des Luftsacks,
wegen ständig
stattfindendem Luftverlust mit der Folge, dass das Luftkissen erst
später
einsatzbereit ist und damit auch erst später eine Schutzwirkung für einen Fahrgast
entfalten kann. Daneben kann der Fahrgast durch Austreten des Aufblasgas
eventuell gesundheitliche Schädigungen
erfahren.
-
Man
hat versucht dem höheren
Aufblasgasverlust durch größere Generatoren
entgegenzuwirken. Dies hat jedoch erhöhte Kosten für das fertige Modul
zur Folge. Eine weitere Möglichkeit,
die eben beschriebenen negativen Folgen zu vermeiden besteht darin,
dass die Gewebe für
die Luftsäcke
beschichtet oder laminiert werden. Damit lässt sich tatsächlich ein
wesentlich besseres und betreffend die Luftdurchlässigkeit
nahzu optimales Gewebe erzeugen. Die Herstellungskosten für ein derartiges
Gewebe steigen hierdurch jedoch immens. Grundsätzlich wird auch durch den
zusätzlichen
Fertigungsschritt "Beschichtung
oder Laminierung" die
Gesamtfertigung umfangreicher und damit zwangsläufig kritischer.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Gewebe vorzuschlagen, bei
dem die genannten und aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile
vermieden oder zumindest stark verringert werden.
-
Die
Aufgabe wird gelöst,
zunächst
durch ein Gewebe gemäß Anspruch
1. Dieses Gewebe mit ersten und zweiten Kettfäden und ersten und zweiten Schussfäden ist
dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Kettfäden und die ersten Schussfäden ein Grundgewebe
bilden und die zweiten Kettfäden
mit den zweiten Schussfäden
ein zum Grundgewebe benachbartes Dachgewebe bilden, wobei die zweiten Kettfäden auch
mit den ersten Schussfäden
verwoben sind. Mit dem erfindungsgemäßen Gewebe ergibt sich der
Vorteil, dass, wenn das Gewebe zur Bildung eines Luftsacks verwendet
wird, derart dass die beiden Dachgewebe zueinander zeigen, sich
ein Luftkissen herstellen lässt,
auf dessen jeweiliges Dachgewebe im Explosionsfall sich zuerst die
Beaufschlagung des Luftsacks mit Gas durch den Generator ergibt.
Die Konstruktion des erfindungsgemäßen Gewebes führt dazu,
dass sich bei Belastung beim Aufblasen des Luftsacks die ersten
Kettfäden
sowie die ersten Schussfäden
entsprechend der Belastung dehnen, wobei die zweiten Kettfäden die
zweiten Schussfäden
in die zwischen den ersten Schussfäden aufgrund der Dehnung des
Grundgewebes entstehenden Zwischenräume hineinziehen. Sie verschließen hierdurch
bei zunehmendem Druck gleichsam simultan zum Entstehen von "Lücken" oder "Löchern" im Gewebe dieselben
durch "Zustopfen" mittels der zweiten
Schussfäden,
welche man hier auch Dichtungsfäden
nennen könnte,
wodurch sie eine Erhöhung
der Luftdurchlässigkeit
vermeiden oder zumindest stark verzögern. Die Folge ist, dass aufgrund des
sich unter Belastung selbst abdichtenden bzw. dicht haltenden Gewebes
ein Entströmen
des Aufblasgases eingeschränkt
wird.
-
Die
Aufgabe wird zum anderen auch mit einem Gewebe gemäß Anspruch
2 gelöst.
Dieses Gewebe mit ersten und zweiten Kettfäden und ersten und zweiten
Schussfäden
ist dadurch gekennzeichnet, dass der E-Modul der ersten Kettfäden höher ist als
der E-Modul der zweiten Kettfäden,
und dass die zweiten Kettfäden
mit niedrigerer Kettspannung verwebt sind als die ersten Kettfäden, und
dass die ersten Schussfäden
in einer Grundebene liegen und die zweiten Schussfäden in einer
zur Grundebene benachbarten Dachebene liegen. Die Vorteile dieses erfindungsgemäßen Gewebes
sind denen des Gewebes gemäß Anspruch
1 gleich. Bei der zweiten Gewebelösung ergibt sich im Einsatzfall
des erfindungsgemäßen Gewebes
in einem Luftsack jedoch eine andere Verhaltensweise des Gewebes.
Das Ergebnis ist jedoch im Prinzip das selbe wie beim ersten Gewebe,
nämlich
dass sich die Luftdurchlässigkeit
des Gewebes während
der Einsatzphase nicht erhöht
und dementsprechend das Entströmen
des Aufblasgases während
der Entfaltung und der für
einen Airbag erforderlichen Standzeit nicht bemerkenswert erhöht. Durch
die Konstruktion des erfindungsgemäßen Gewebes nach Anspruch 2
ergibt sich eine wesentlich stärkere
Ondulation der zweiten Kettfäden,
da diese gegenüber
den ersten Kettfäden einen
niedrigeren E-Modul haben und mit niedriger Kettspannung verwebt
sind. Wird nun im Einsatzfall des Gewebes in einem Luftsack Zug
auf das Gewebe ausgeübt,
so werden die zweiten Kettfäden
mit geringerem E-Modul mehr gestreckt als die ersten Kettfäden mit
höherem
E-Modul, sodass der zwischen den ersten Schussfäden wachsende Abstand bei Zugbelastung
auf das Gewebe dadurch kompensiert wird, dass sich die zuvor in
der Dachebene liegenden zweiten Schussfäden mehr oder weniger in den
größer werdenden Lücken
zwischen den ersten Schussfäden
anordnen, und dadurch der absolute Abstand zwischen zwei benachbarten
Schussfäden
etwa gleich bleibt. Damit ist es vorteilhafterweise möglich, den
Zwischenraum und damit auch die Luftdurchlässigkeit zwischen den Kett-
und Schussfäden
in etwa konstant zu halten bzw. individuell über den Belastungsverlauf durch
den im Luftsack auftretenden Gasdruck zu steuern.
-
Das
erfindungsgemäße Gewebe
kann in beiden Lösungsvarianten
als Teilstück,
zum Beispiel als Filterteil oder Gasausströmmechanismus in einem Airbag,
sowohl konfektioniert als auch in "One-Piece-Woven"-Luftsäcken (OPW), vorgesehen werden.
Der Airbag kann auch vollständig
aus einem derartigen Gewebe bestehen.
-
Zu
betonen ist, dass in einem Gewebe in Kett- und/oder Schussrichtung
Fäden mit
unterschiedlicher Konstruktion und/oder Materialdehnung erfindungsgemäß einsetzbar
sind. Dies ist nicht ausschließlich
für den
Einsatz in Fahrzeuginsassenschutzsystemen vorgesehen, sondern kann
in vielen Bereichen technischer Textilien Einsatz finden.
-
Es
ist auch erfindungsgemäß möglich, in Schussrichtung
beispielsweise ein stark texturiertes Material für die ersten Schussfäden (Bindefäden) einzusetzen
und die ersten Kettfäden
(Dichtungsfäden)
mit einer sehr hohen Kettspannung zu beaufschlagen, sodass die zweiten
Kettfäden
(Dichtungsfäden)
bei Fertigung aus dem Grundgewebeverbund, ermöglicht durch das Streckvermögen des
texturierten Materials, herausgehoben und somit eher über dem
Gewebe als in der Grundgewebeebene angeordnet werden.
-
Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von Beispielen unter Zuhilfenahme
einer Zeichnung zum besseren Verständnis kurz beschrieben.
-
1 zeigt
schematisch ein Gewebe aus dem Stand der Technik im entlasteten
Zustand.
-
2 zeigt
schematisch das Gewebe nach 1 im Belastungszustand,
wie er im Anwendungsfall eines Airbags stattfindet.
-
3 zeigt
schematisch ein Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Gewebes
im entlasteten Zustand.
-
4 zeigt
schematisch das Gewebe gemäß 3 im
belasteten Zustand.
-
5 zeigt
schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Gewebes im
entlasteten Zustand.
-
6 zeigt
schematisch das Gewebe nach 5 im belasteten
Zustand.
-
1 zeigt
stark vergrößert als
Kreise dargestellte Schussfäden 3,
welche von Kettfäden 1 und 2 in üblicher
Manier eines in Leinwandbindung L 1/1 gewebten Gewebes, wobei der
Abstand zweier Schussfäden
mit dem Bezugszeichen 6 bezeichnet ist. Die obere Darstellung
von 1 zeigt den ersten Schusseintrag, in dem sich
ein erster Kettfaden 1 um Schussfäden 3 schlingt.
-
Die
untere Darstellung eines Ausschnitts eines aus dem Stand der Technik
bekannten Gewebes in Leinwandbindung zeigt den zweiten Schusseintrag mit
einem symbolisch dargestellten Kettfaden 2. Der Abstand 6 zwischen
den Schussfäden 3 (das
Verhalten ist zwischen Kettfäden
das gleiche) ergibt sich konstruktionsbedingt.
-
2 zeigt
nun die Gewebeabschnitte gemäß 1 im
belasteten Zustand, das heißt
beispielsweise im Einsatzfall des Gewebes in einem Airbag, während oder
nachdem er aufgeblasen worden ist. Die Beaufschlagung des (nicht
gezeigten) Luftsackes mit Gas durch einen (nicht gezeigten) Generator und/oder
das Eintauchen eines Fahrgastes in das Luftsackkissen führt zu einer
Zugbelastung des Gewebes, wodurch sich der Abstand 6 zwischen
den Schussfäden – in 2 sind
die Bezugszeichen für den
belasteten Zustand jeweils mit einem kleinen a versehen – von einander
entfernen. Der Abstand 6a ist größer als der Abstand 6,
und die Schussfäden
in der Position 3a haben entsprechend größere Abstände. Die
eben genannte Vergrößerung des
Abstandes 6a zwischen den Schussfäden 3a bewirkt eine
Steigerung der Luftdurchlässigkeit
durch das Gewebe. Es findet eine Konstruktions- sowie eine Substanzdehnung
statt. Im Laufe der Substanzdehnung werden die Fäden (Kettfäden und Schussfäden) auch dünner.
-
3 zeigt
nun eine Ausführungsform
eines neuen Gewebes, bei dem erste Schussfäden 13 und darüber liegende
zweite Schussfäden 15 (sogenannte
Dichtungsfäden)
angeordnet sind. Analog zur Darstellung gemäß 1 und 2 ist
wieder im oberen Teil von 3 der Schusseintrag
der ersten 13 und zweiten 15 Schussfäden gezeigt.
Wobei die ersten Schussfäden 13 gleichsam
ein Grundgewebe 17 bilden, über dem ein eigentlich nicht "echtes" benachbartes Dachgewebe 19 angeordnet
ist. Die untere Darstellung von 3 zeigt
die Schusseinträge 3 und 4.
Wie aus 3 gut zu erkennen ist ondulieren die
ersten Kettfäden 11 und 12 nur
um die ersten Schussfäden 13,
wogegen der zweite Kettfäden 14, hier
gleichsam in Funktion eines Bindefadens, die zweiten Schussfäden 15 unter
Bildung eines Dachgewebes 19 an das Grundgewebe 17 einbindet.
Die zweiten Schussfäden 15,
also die Dichtungsfäden sind
hierbei nicht im, sondern eher auf dem Grundgewebe 17 angeordnet
und bilden ein "Dachgewebe" 19. Tatsächlich ist
das Dachgewebe 19 kein eigenes Gewebe, sondern ein auf
dem Grundgewebe 17 aufliegender Gewebebereich 19,
dargestellt durch die Schussfäden 15 und
die zweiten Kettfäden
(Bindefäden) 14.
Während
das Gewebe gemäß 3 im
entlasteten Zustand dargestellt ist, zeigt 4 nun das Gewebe
aus 3 im belasteten Zustand. Die ersten und zweiten
Kettfäden 11, 12 haben
sich unter der in 4 sich nach links und rechts
erstreckenden Belastung gedehnt. Der Abstand zwischen den Schussfäden 13a hat
sich auf das Maß 16a vergrößert, und in
den Zwischenraum zwischen die Schussfäden 13a werden durch
die Bindefäden
(zweiten Kettfäden 14a)
die zweiten Schussfäden 15a (Dichtungsfäden) in
die Zwischenräume 16a gezogen.
Hierdurch ist es möglich,
den Zwischenraum zwischen den Fäden konstant
zu halten und damit auch die Luftdurchlässigkeit durch das Gewebe auch
im Belastungszustand nahezu konstant zu halten.
-
Mit
der besonderen Konstruktion des erfindungsgemäßen Gewebes ist es nun möglich durch Voreinstellung
der Lauflänge
des zweiten Kettfadens (Bindefadens 14) um die Schussfäden 13 und 15 den,
bei der unter Belastung auftretenden Verstreckung entstehenden,
Zwischenraum 16 und damit auch die Luftdurchlässigkeit
zwischen den Fäden des
Gewebes konstant zu halten, mit zunehmender Belastung zu reduzieren,
oder den Anforderungen entsprechend zu vergrößern, bzw. individuell über den
Belastungsverlauf zu steuern. So ist es beispielsweise möglich, den
in den 3 und 4 jeweils engsten Abstand zweier
dichtender Schuss fäden
(in 3 Abstand 16 und in 4 Abstand 16b)
einzustellen. Bei dieser hier gezeigten beispielhaften Ausführung bleibt
der Abstand in 3 zwischen zwei Schussfäden 13 (=
Abstand 16) gleich dem Abstand 16b in 4 zwischen
zwei Schussfäden 13a und 15a.
In diesem Fall geht man von einer konstant gehaltenen Luftdurchlässigkeit
aus. Wird die Lauflänge des
zweiten Kettfadens 14 (Bindefadens) größer gewählt, als bei der in 3 dargestellten
Variante, dann ergibt sich bei Belastung des Gewebes analog zur
Darstellung nach 4 ein Abstand 16b,
der größer ist
als der Abstand 16 nach 3. In der
gewebten Konstruktion nach 3 wäre dann
jeweils der Abstand zwischen den Gewebelagen 17 und 19 größer. Umgekehrt
könnte
man auch den Abstand zwischen den Gewebelagen 17 und 19 kleiner
machen, was dazu führen
würde,
dass bei Belastung des Gewebes analog zur 4 der Abstand 16b kleiner
als der Abstand 16 nach 3 würde und
damit die Luftdurchlässigkeit
bei zunehmender Belastung reduziert würde.
-
Die
beschriebene Gewebekonstruktion gemäß den 3 und 4 ist
natürlich
auch umgekehrt, das heißt
unter Vertauschung von Kett- und Schussfäden, anwendbar. Hierbei könnte man
in Schussrichtung beispielsweise ein stark texturiertes Material
für die
Bindefäden
einsetzen und den analogen Dichtungsfaden mit einer sehr hohen Kettspannung
beaufschlagen, sodass die Dichtungsfäden bei Fertigung aus dem Grundgewebeverbund,
ermöglicht
durch das Streckvermögen
des texturierten Materials, herausgehoben und somit eher über dem
Gewebe (Dachgewebe) als im Gewebe angeordnet werden.
-
5 zeigt
nun ein zweites Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Gewebes
im entlasteten Zustand, mit ähnlichem
Verhalten wie beim ersten Ausführungsbeispiel,
jedoch ohne separaten Binde- und Abdichtungsfaden. Gemäß 5 werden zwei
unterschiedliche Garnmaterialien in der Kette eingesetzt, erste
Kettfäden 21 mit
einem höheren E-Modul
als der E-Modul der zweiten Kettfäden 24. Wie sich bereits
aus der Darstellung gemäß 5 ergibt,
sind die zweiten Kettfäden 24 mit
niedrigerer Kettspannung verwebt als die ersten Kettfäden 21. Es
ergibt sich die Gewebelage derart, dass die ersten Schussfäden 23 sich
in einer Grundebene 27 befinden und die zweiten Schussfäden 25 sich
in einer Dachebene 29 befinden. Die ersten Kettfäden 21 mit einem
höheren
E-Modul gegenüber
den zweiten Kettfäden 24 werden
mit einer Kettspannung zur Gewebefertigung vorgelegt, und die zweiten
Kettfäden 24 mit
einem E-Modul, welcher niedriger ist als der E-Modul der ersten
Kettfäden 21 werden
mit einer im Vergleich zu den ersten Kettfäden 21 niedrigeren Kettspannung
vorgelegt. Dadurch ergibt sich der in 5 gezeigte
Zustand des Gewebes, bei dem die zweiten Schussfäden 25 auf den ersten
Schussfäden 23 gleichsam
aufliegen und sich eine auf einer Grundebene 27 aufliegende
Dachebene 29 ergibt.
-
6 zeigt
nun das Gewebe gemäß 5 im
belasteten Zustand. Bei gleicher absoluter Belastung auf das Gewebe
werden die ersten Kettfäden 21a mit
geringerem E-Modul mehr gestreckt als die zweiten Kettfäden 24a mit
einem höheren
E-Modul, sodass der größer werdende
Abstand (26 wird zu 26a) zwischen den ersten Schussfäden 23a bei
Zugbelastung auf das Gewebe dadurch kompensiert wird, dass sich
die zuvor darüber
liegenden Schussfäden 25 je
nach Belastung mehr oder weniger in den größer werdenden Lücken 26a anordnen
und der absolute Abstand 28 zwischen zwei benachbarten Schussfäden 23a, 25a gleich
bleibt. Somit ist es möglich,
den Zwischenraum 26/28 und damit auch die Luftdurchlässigkeit
zwischen den Schussfäden
konstant zu halten.
-
Der
Abstand kann aber auch im Vergleich zum entlasteten Gewebe 5 vergrößert oder
reduziert werden. Die erfindungsgemäße Konstruktion erlaubt es,
dass die Luftdurchlässigkeit überproportional
ansteigen kann, wenn man ein Gewebe ähnlich dem Gewebe nach 6 webt,
das heißt
mit der gleichen Ondulation der Kettfäden 21 und 24,
jetzt im unbelasteten Zustand. Jedoch können die zweiten Schussfäden (Dichtungsfäden 25),
bedingt durch unterschiedliches Materialdehnungsvermögen (die
Materialdehnung des zweiten Kettfadens 24, 24a ist
höher und
die Materialdehnungsfähigkeit
des ersten Kettfadens 21, 21a ist niedriger) im
belasteten Zustand aus der Ebene der ersten Schussfäden 23 herausgehoben
werden (analog zur Darstellung gemäß 5, jedoch
mit einem noch größerem Abstand
der Ebenen 27 und 29, jedoch im belasteten Zustand).
-
Mit
Gewebekonstruktionen aus den beschriebenen erfindungsgemäßen Geweben
lassen sich auch andere technische Parameter wie zum Beispiel der
Verlauf der Dehnungskurve individuell einstellen, was in der Folge
auch zum Beispiel das Entfaltungsverhalten der Luftsäcke durch
sich mehr oder weniger oder individuell dehnende Gewebeabschnitte
beeinflusst. Somit können,
in Zukunft durch diese intelligenten Gewebe die heute konstruktionsbedingt voneinander
abhängigen
Gewebeparameter unabhängig
voneinander eingestellt werden.
-
- 1,
1a
- erster
Kettfaden
- 2,
2a
- erster
Kettfaden
- 3,
3a
- Schussfaden
- 6,
6a
- Abstand
- 11,
11a
- erster
Kettfaden
- 12,
12a
- erster
Kettfaden
- 13,
13a
- erster
Schussfaden
- 14,
14a
- zweiter
Kettfaden (Bindefaden)
- 15,
15a
- zweiter
Schussfaden (Dichtungsfaden)
- 16,
16a
- Abstand
- 16b
- Abstand
- 17
- Grundgewebe
- 19
- Dachgewebe
- 21,
21a
- erster
Kettfaden
- 23,
23a
- erster
Schussfaden
- 24,
24a
- zweiter
Kettfaden
- 25,
25a
- zweiter
Schussfaden (Dichtungsfaden)
- 26,
26a
- Abstand
- 27
- Grundebene
- 28
- Abstand
- 29
- Dachebene