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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Gewebe mit Kettfäden und
Schussfäden,
mit einer wenigstens an einer Gewebeseite angebrachten Hitzeschutzeinrichtung.
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In
Personenrückhaltesystemen
für Kraftfahrzeuge
werden Airbagsysteme eingesetzt, in welchen Airbags Verwendung finden,
welche unter anderem auch mit Heißgasgeneratoren ausgerüstet sind,
um die Airbags mit Gas zu befüllen
und damit aufzublasen. Dabei werden Treibgase mit Temperaturen bis zu
1.000 °C
in den Airbag eingebracht, die dabei teilweise auch mit annähernd diesen
Temperaturen mit dem Airbaggewebe in Berührung kommen. Dies hat zur
Folge, dass das Gewebe des Airbags derzeit ganz oder teilweise so
konstruiert wird, dass es diese Temperaturen unbeschadet überstehen
kann, d. h. zum Beispiel, dass derartige Gewebe eine so hohe Wärmekapazität haben,
dass sie nicht durchbrennen können
oder dass sie durch eine entsprechende Beschichtung als Hitzeschutzeinrichtung
gegen das Durchbrennen geschützt
sind.
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Bei
aus einem Stück
gewebten Airbags, sogenannten OPW-Bags, können derartige hitzekapazitätserhöhenden Maßnahmen
nur von außen
angebracht werden. Soll ein Hitzeschutz in bestimmten Zonen erreicht
werden, sind zusätzliche
Fertigungsschritte, wie Beschichten, Einnähen oder Patchen und dergleichen
erforderlich.
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Hitzeschutzeinrichtungen,
welche an einem einzelnen Airbag angebracht werden, erfordern eine zusätzliche
Stückkontrolle
hinsichtlich ihrer Ausführungsqualität, was zusätzliche
Kosten bedeutet. Werden Airbags grundsätzlich durch Einsatz dickerer Garne,
beispielsweise dtex 700, hergestellt, um hierdurch hitzebeständiger zu
werden, ist mehr Bauraum im Fahrzeug erforderlich, was ebenfalls
zur Steigerung der Kosten führt.
Daneben ist hierbei eine zusätzliche
Silikonbeschichtung zum Zweck der Isolierung teilweise erforderlich.
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Wird
entsprechend der erforderlichen Wärmekapazität für die gesamte Airbagkonstruktion mehr
Materialmasse eingesetzt als bei konventionellen Airbags, für die die übrigen technischen
Parameter ansonsten nicht notwendig wären, entstehen ebenfalls wesentlich
höhere
Kosten.
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Die
aus dem deutschen Patent 101 15 890 bekannte sogenannte Stickschusstechnologie schlägt vor,
zur Steigerung der mechanischen als auch der thermischen Festigkeit
und damit zur Vermeidung von Luftsackrissen in gewünschten
Luftsackpositionen in dem Gewebe Schussfäden einer bestimmten Stärke nur über bestimmte
Kettfadenlängenbereiche
einzutragen, insbesondere Schussfäden mit einer höheren zweiten
Garnstärke
bei unveränderter
Schussdichte einzutragen oder gar Schussfäden einer höheren dritten Garnstärke einzuweben. Diese
Methode erbringt nicht in jedem Fall den gewünschten Erfolg in zufriedenstellender
Art und Weise.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gewebe mit einer wenigstens
an einer Gewebeseite angebrachten Hitzeschutzeinrichtung vorzuschlagen,
mit der die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermieden
oder zumindest stark eingeschränkt
werden.
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Die
Aufgabe wird gelöst
mit einem Gewebe gemäß Anspruch
1. Vorteilhafterweise kann ein solches Gewebe schon während des
Webprozesses eine Hitzeschutzeinrichtung erhalten. Das Gewebe selbst
kann aus feintitrigen Garnen konstruiert werden, und sofern das
Gewebe für
einen Airbag eingesetzt wird, bei dem mehrere Lagen zusammengenäht werden,
so ergibt sich aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung des Gewebes,
dass ein Nähfaden nach
wie vor fest im Grundgewebe verankert bleibt. Einstichstellen werden
durch die Konstruktion der Hitzeschutzeinrichtung abgedeckt und
können
damit nicht aufgedehnt werden. Hierdurch behält ein derartig hergestellter
Airbag durch die gesamte Verlaufszeit seines Einsatzes seine erforderlichen
Qualitätsmerkmale.
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Des
Weiteren ergibt sich durch das erfindungsgemäße Gewebe der Vorteil, dass
ein zusätzliches
aufwendiges Anbringen von Hitzeschutzelementen nach der Herstellung
des Gewebes am Airbag entfällt.
Eine für
den Fall eines Airbags erforderliche Gewebekonstruktion kann je
nach spezifischen Anforderungen des für eine Modulmontage beabsichtigten
Generators berücksichtigen,
wobei in einem Herstellungsgang, nämlich dem Weben, Bindung, Fadenfolge und/oder
Fadenstärke
sowie Material (z. B. Polymer) für
die Hitzeschutzeinrichtung ausgewählt werden können. Die
als Hitzeschutzeinrichtung fungierenden eingewebten Opferfäden bilden
bei Beaufschlagung des Gewebes mit heißen Fluiden eine Schutzbarriere
und schützen
das eigentliche Gewebe vor dem thermischen Angriff, wobei sie selbst
möglicherweise
zerstört
werden; daher der Begriff Opferfäden.
Das erfindungsgemäße Gewebe
besteht damit gleichsam aus einem Grundgewebe, vorzugsweise einer
Konstruktion in Leinwand 1/1-Bindung
und einem wenigstens an einer Gewebeseite angebrachten, aus Opferfäden bestehenden Opfergewebe,
welches die Hitzeschutzeinrichtung repräsentiert.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können die
streckenweise über
das Gewebe flottierenden Opferfäden
als Schussfäden
ausgebildet werden. Bei dieser vereinfachten Verfahrensweise hat
die Auswahl der Opferfäden
auf die Auswahl der Kettfäden
keinen Einfluss. In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Gewebes
weist dieses auch Opferkettfäden
auf, welche streckenweise sowohl über die Schussfäden als
auch über
die Kettfäden des
Grundgewebes flottieren. Dies hat den besonderen Vorteil, dass es
sich bei dieser Konstruktion tatsächlich um ein eigenes Opfergewebe
handelt, welches aus eingewebten Kett- und Schussopferfäden besteht
und punktuell am Grundgewebe "angewebt" ist.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist das Gewebe
als zweilagiges Gewebe mit einem Obergewebe und einem Untergewebe ausgebildet,
wobei die Hitzeschutzeinrichtungen des Obergewebes und des Untergewebes
jeweils zueinander zeigend angeordnet sind. Diese Konstruktion ist
nun ganz besonders für
den Einsatz in in einem Stück
gewebten Airbags, sogenannten OPW-Airbags von Vorteil. Hierin sind
stets zweilagige Gewebebereiche mit einem Untergewebe und einem
Obergewebe angeordnet, die stellenweise in einlagige Bereiche übergehen
oder selbst noch einmal in mehrlagige Bereiche "aufgezweigt" werden. Die Konstruktion eines viellagigen
OPW-Airbags als solche ist dem Fachmann bekannt und wird deshalb
an dieser Stelle nicht mehr besonders ausgeführt. Es zeigt sich jedoch dem
Fachmann an dieser Stelle auch ganz besonders die Wertigkeit der
vorliegenden Erfindung, mit der nämlich zum ersten Mal überhaupt
ein OPW-Airbag im Innenbereich durch Einweben einer durch Opferfäden realisierten
Hitzeschutzeinrichtung sozusagen "beschichtet" wird. Selbstverständlich gehört es mit zum Umfang der vorliegenden
Erfindung, spezielle, besonders hitzebeständige Opferfäden einzusetzen,
um als Hitzeschutzeinrichtung die erforderliche Widerstandsfähigkeit
gegenüber
thermischen Angriffen mitzubringen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist das Gewebe
mit eingewebten Opferfäden
ausgeführt
die nicht-runde Querschnitte haben. Mit dem erfindungsgemäßen Gewebe
sowie mit dem erfindungsgemäßen Airbag
lässt sich,
insbesondere durch die letztgenannte Ausführung mit eingewebten Opferfäden mit
nicht-runden Querschnitten, der vorteilhafte Effekt erzielen, dass
sich bei Druckbeaufschlagung eines daraus gebildeten Luftsackes bzw.
Airbags das Opfergewebe an die benachbarte Gewebelage dichtend anlegt
und sich hierbei die Permeabilität
des Gewebes – in
Abhängigkeit
von der Druckbeaufschlagung – ändert. Damit
lässt sich
bei Verwendung des erfindungsgemäßen Gewebes
ein Luftsack mit variabler bzw. belastungsäquivalenter Luftdurchlässigkeit
(LD) oder entsprechender Permeabilität schaffen, bei dem die Permeabilität bei niedrigem
Innendruck hoch ist und mit anwachsendem Luftsack-Innendruck sinkt,
da das Gewebe sich bei anwachsendem Druck "schließt", bzw. da die sich bei Druckbelastung
erweiternden Gewebeporen durch Andrücken der Opferfäden geschlossen
werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist das Gewebe
mit Opferfäden
ausgeführt,
die flache, dreieckige, vieleckige, bändchenförmige oder ovale Querschnitte
haben. Dies vereinfacht die individuelle Anpassung des Gewebes an geforderte
dynamische Permeabilitätseigenschaften.
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Weitere
besondere Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen zu
entnehmen. Der bereits angesprochene Einsatz des erfindungsgemäßen Gewebes
in Airbags für
Kraftfahrzeuge und die damit vorhergehenden Vorteile wurden im bisher
Gesagten besonders betont.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme
auf die beiliegende Zeichnung kurz beschrieben.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines OPW-Gewebes im Schnitt mit Stickschuss
in Atlasbindung und L 1/1-Grundbindung.
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2 zeigt
die schematische Darstellung eines Schnittbildes eines Flachgewebes
mit Stickschuss in Atlasbindung und L 1/1-Grundbindung.
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3 zeigt
eine Bindungspatrone und eine schematische Darstellung eines Schnittbildes
eines L 1/1-Flachgewebes mit einem Opfergewebe, bestehend aus Kett-
und Schussatlas.
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4 zeigt
schematisch einen Seitencurtainairbag für Kraftfahrzeuge, ausgeführt als
OPW-Bag mit der besonderen Anordnung einer Opferschicht in einem
ausgewählten
Bereich des Airbags.
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2 zeigt
ausschnittsweise das Schnittbild eines Flachgewebes 2 mit
Kettfäden 21 und 22 sowie mit
Schussfäden
S1, S2 und OSS. Die Kettfäden
sind regelmäßig als
kleine Kreise dargestellt. Die Schussfäden sind regelmäßig als
durchgezogene Linien gezeichnet. Dem Fachmann ist diese Darstellungsweise
geläufig.
Sie gilt für
die gesamte hier vorliegende Beschreibung. In 2 ist
gut zu erkennen, dass der Opferstickschuss OSS nur zur einen – in dieser
Darstellung der oberen – Gewebeseite
des Gewebes 2 zeigt. Selbstverständlich ist in dem hier gezeigten schematischen
Schnittbild nur eine Abfolge der Schussfäden S1, S2 und OSS gezeigt.
Die sich immer wieder wiederholende Schussfolge ergibt schlussendlich
das Gewebe und damit parallel liegende Opferschussfäden OSS
als Schutzeinrichtung vor dem eigentlichen Gewebe 2. Gemäß 2 besteht
also die sogenannte Opferschicht aus den Opferstickschussfäden OSS,
als Schutzatlas eingebracht nach der Stickschusstechnologie (siehe oben).
L 1/1-Flachgewebe bedeutet "Flachgewebe
in Leinwandbindung mit Schussfolge 1:1".
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In
der schematischen Darstellung gemäß 3 ist im
unteren Teil wieder ein Schnittbild eines L 1/1-Flachgewebes mit
einem Opfergewebe, bestehend aus Kett- und Schussatlas, zu erkennen.
Das Opfergewebe ergibt sich aus den Schussfäden OSS1 bis OSS8 sowie den
Opferkettfäden
O31, deren Abbindungspunkte mit dem Grundgewebe hier auch als kleine
Kreise dargestellt sind. Zum Grundgewebe 3 gehören Schussfäden 3S1 und 3S2 sowie die
der Übersicht
halber nur teilweise indizierten Kettfäden 332.
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Das
schematische Schnittbild gemäß 3 berücksichtigt
aus Darstellungsgründen
nur das untere Viertel der Kett- und Schussfäden der in der darüber gezeichneten
Bindungspatrone. Da sich das System jedoch analog wiederholt, ist
diese Darstellung für
den Fachmann klar nachzuvollziehen.
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Gewebt
wird im Ausführungsbeispiel
nach 3 in der Kettfolge 2:1 und in der Schussfolge
1:1.
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X
in der Patrone bezeichnet einen Abbindepunkt eines Opferstickschusses
und bedeutet eine Kettfadenhebung.
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O
bezeichnet einen Abbindepunkt einer Opferkette, was eine Kettsenkung
bei dem L 1/1-Schuss des
Grundgewebes bedeutet.
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Ein
schwarzes ausgefülltes
Quadrat in der Patrone gemäß 3 bedeutet
eine Ketthebung, ein weißes
oder unausgefülltes
Quadrat bedeutet eine Kettsenkung. Strömt nun in Richtung des dick
markierten Pfeiles G ein heißes
Generatorgas auf das in 3 schematisch dargestellte Gewebe 3,
so arbeitet das vor das Grundgewebe, bestehend aus Schussfäden 3S1 bis 3S8 und
Kettfäden 332, "vorgehängte" Atlasgewebe aus
Opferfäden
OSS1 bis OSS8 und O31 als Hitzeschutzeinrichtung in Form eines Opfergewebes.
Das Grundgewebe wird also durch die aus den genannten Opferfäden gebildete Hitzeschutzeinrichtung
geschützt.
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1 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung als schematische Darstellung eines OPW-Gewebes
im Schnitt, mit Stickschuss in Atlasbindung und Leinwand 1/1-Grundbindung.
Das Obergewebe OG besteht aus Schussfäden O1 und O2 sowie Opferstickschuss
SO, welcher zum Opferstickschuss SU des Untergewebes UG zeigt, welches
als Grundgewebe aus den Schussfäden
U1 und U2 gebildet ist. Die zueinander zeigenden, über die
Kettfäden
KO und KU streckenweise flottierenden Opferfäden SO und SU, welche die jeweilige
Hitzeschutzeinrichtung des Obergewebes und des Untergewebes darstellen,
sind in 1 gut zu erkennen. Zwischen
den beiden Hitzeschutzeinrichtungen ist mit den Buchstaben G qualitativ
versinnbildlicht, dass dies die "Aktionsstellen" eines Generatorgases
mit sehr hoher Temperatur sind, welches das Obergewebe und das Untergewebe
angreifen würde,
würden
diese nicht jeweils durch die Stickschussopferfäden SO und SU geschützt werden.
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4 zeigt
schematisch eine Ausbildung eines mit dem erfindungsgemäßen Gewebe
ausgestatteten Seitenvorhangairbags 4, wobei in einem besonderen
Bereich OS des Airbags 4 ein erfindungsgemäßes Gewebe
eingesetzt ist. Die Konfiguration gemäß 4 bezieht
sich beispielhaft auf Seitenvorhangairbags, ausgeführt als
OPW-Bags, mit sogenanntem Mittelmodul, bei dem aus Richtung des
Pfeils G Generatorgas in den Airbag geleitet wird.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausbildung
eines Gewebes ist das Einbringen zusätzlicher Materialmasse in Form
einer punktuell mit dem eigentlichen Luftsackgewebe verbundenen
oder teilweise in diesem eingearbeiteten separaten Gewebelage als
Opfergewebe respektive Hitzeschutzeinrichtung möglich. Diese kann über die
Stickschusstechnologie bindungstechnisch auch auf der Innenseite
eines OPW-Luftsacks angeordnet sein. Vorteilhafterweise ergeben
sich durch den Einsatz eines kostengünstigen Materials für das Opfergewebe
der Hitzeschutzeinrichtung anstatt des Materials für den eigentlichen Luftsack
erhebliche Kosteneinsparungen. Vorteilhaft ist das Anwenden der
Stickschusstechnologie in der Bindung mehr als dreibindig, das webtechnische
Anbringen einer Opferschicht im Innenbereich eines Doppelgewebes,
die Herstellung eines Flachgewebes mit eingewebter Opferschicht,
deren Abbinden mit dem Grundgewebe und untereinander bzw. teilweise
ineinander erfolgt, und zwar als Bindung mehr als dreibindig (z.
B. Köper,
Atlas etc.) und/oder als Doppelgewebe in jeweils L 1/1-Grundkonstruktion mit
Abbindepunkten in Kett- und Schussrichtung mehr als dreibindig unter
Einsatz der Stickschusstechnologie.
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Insbesondere
im Beispiel nach 4 betont, wird erfindungsgemäß das Einweben
des Opferfadens im Schusswechsel nach der Stickschusstechnologie
an den gemäß Design
besonders hitzebelasteten Zonen (OS in mehr als dreibindigem Schussatlas)
ausgeführt,
wobei die Schussfolge 1:1, 1:2 oder höher, abhängig ist von Titer, Polymer
und gewünschter
Schutzwirkung.
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Als
Opferfaden wird grundsätzlich
ein kostengünstiges
Produkt eingesetzt, entweder mit einem Schmelzpunkt unter dem vom
PA 6.6 (beispielsweise PP), um bei Hitzebelastung so viel Energie
zu absorbieren, dass die Restenergie das Grundgewebe nicht schädigt, oder
mit einem höheren
Schmelzpunkt, um die Hitzekapazität zu erhöhen. Durch einen Schussatlas
mit einer ungeraden Versatzzahl (bei einem L 1/1-Grundgewebe) und
mit einer Bindigkeit von größer 3 (z.
B. achtbindig) wird eine Opferschicht auf einem nach wie vor symmetrischen
Airbaggewebe gebildet (3). Die Abbindepunkte der Stickschüsse aus
Zusatzgarn (OSS1 bis OSS8) in dem L 1/1-Grundgewebe sind in Anschlagrichtung
so zu legen, dass ein gleichbindiger Bindungspunkt mit dem jeweils
vorrausgehenden Schussfaden des Grundgewebes gegeben ist.
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Für Airbags,
die aus Flachgewebe erzeugt bzw. "geschneidert" werden, ist das erfindungsgemäße Flachgewebe
besonders von Vorteil, bespielsweise als Einsatz als Patch bzw.
als Hitzeschutzeinrichtung. Hierbei wird der Opferfaden als Schussatlas
in ein symmetrisches Grundgewebe (All-over-Anordnung) nach der Stickschusstechnologie
eingebracht. Gemäß dem Ausführungsbeispiel
nach 4 ist ein L 1/1-Grundgewebe mit einem ebenfalls
in L 1/1 abbindenden Opfergewebe dargestellt. Es handelt sich dabei
um zwei Flachgewebe in Doppelgewebetechnik dergestalt verwebt, dass
der Opferschussfaden, in der Stickschusstechnik eingetragen, im
Schussatlas mit der Grundkette abbindet (X) und die Kette des Opfergewebes
mit dem Schuss des Grundgewebes im Kettatlas (O) abbindet. Mit dieser
Konstruktion ist es vorteilhafterweise möglich, besonders widerstandsfähige Hitzeschutzeinrichtungen
herzustellen.