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Die
Erfindung betrifft einen Airbag mit zumindest einer Kammer, die
im Falle eines Unfalles oder eines bevorstehenden Unfalles mit einem
Entfaltungsgas befüllt wird und aus zumindest zwei Lagen eines
Gewebes besteht, und die über zumindest eine Naht begrenzt
ist, wobei in dem Nahtbereich eine Nahteinlage aus einem Textil
eingelegt und über eine Fixiernaht an dem Gewebe befestigt
ist.
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Airbags
sind weit verbreitete passive Sicherheitseinrichtungen, die dazu
dienen, einen unmittelbaren Aufprall eines Fahrzeuginsassen auf
eine Fahrzeugstruktur oder ein Herausschleudern eines Fahrzeuginsassen
oder einer Gliedmaße eines Fahrzeuginsassen zu verhindern.
Dazu werden zusammengefaltete Gassäcke oder Entfaltungskörper
mit einem Entfaltungsgas befüllt. Diese Befüllung
erfolgt in der Regel über einen pyrotechnischen Treibsatz, der über
elektrische Signale gezündet wird. Die Auslösung
erfolgt auf Grundlage von Sensordaten, die eine starke Beschleunigung
oder eine Annäherung an einen Gegenstand erfassen und bei
Erreichen eines bestimmten Grenzwertes den pyrotechnischen Treibsatz
zünden.
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Neben
einer gewebten Ausgestaltung eines Airbags, bei der kaum oder keine
Nähte vorhanden sind, sieht eine herkömmliche
Bauweise vor, dass zumindest zwei Gewe belagen übereinandergelegt
und miteinander vernäht werden, um eine Kammer zur Aufnahme
des Entfaltungsgases auszubilden. Dabei können zwei separate
Gewebezuschnitte übereinander gelegt und mittels einer
Umfangsnaht zu einem Gassack vernäht werden, alternativ
wird ein Gassackzuschnitt entlang einer Faltkante eingefaltet und mit
nur einer teilweise umlaufenden Umfangsnaht verschlossen. Über
eine Öffnung innerhalb des Gassackes wird der Gasgenerator
oder eine Zuführleitung in den Gassack eingeführt.
Die Einführöffnung wird möglichst dicht
verschlossen, um ein unbeabsichtigtes Entweichen des Entfaltungsgases
zu vermeiden. Gegebenenfalls können Ventilationsöffnungen
innerhalb des Gassackes vorgesehen sein, um einen kontrollierten
Druckabbau zu gewährleisten.
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Insbesondere
bei kleinen Airbags oder bei Airbags, die sich auf Grund kurzer
Entfernungen mit einer hohen Geschwindigkeit entfalten müssen,
werden sehr reaktionsfreudige pyrotechnische Treibsätze
eingesetzt, die entsprechend hohe Gastemperaturen mit sich bringen.
Hohe Gassackinnendrücke, die Voraussetzung sind, um eine
schnelle Entfaltung zu gewährleisten, führen zu
einer außerordentlich hohen Belastung des Nahtgewebes,
insbesondere bei einem noch nicht vollständig entfalteten
Airbag, in den das Entfaltungsgas hineingeleitet wird. Immer wieder
kommt es im Bereich der Naht zu hohen Dehnungen und zu einer Aufweitung
der Durchtrittsstelle des Nahtmaterials durch das Airbaggewebe.
Dies ist nachteilig, da zur Bereitstellung einer hohen Entfaltungsgeschwindigkeit
eine möglichst hohe Gasdichtigkeit des Airbags erforderlich
ist. Darüber hinaus muss auf Grund der hohen Innendrücke
und Temperaturen ein besonders stabiles Nahtmaterial sowie ein besonders
stabiles Airbaggewebe eingesetzt werden, um die ausreichende Gasdichtigkeit
und Stabilität der Naht, beispielsweise der Umfangsnaht, zu
gewährleisten.
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Aus
der
US 3,807,754 ist
ein passives Rückhaltesystem für Fahrzeuginsassen
in Gestalt eines Airbags bekannt, bei dem zur Ausbildung eines Gassackes
ein Teil eines Gassackgewebezuschnittes nach innen umgeschlagen
wird, sodass insgesamt vier Gewebelagen aufeinander liegen. Über
eine Umfangsnaht wird dann der Airbag verschlossen, sodass sich
eine Kammer ausbildet. Oberhalb der Umfangsnaht ist eine weitere
Sicherungsnaht vorgesehen, die einen umgelegten Teil erneut sichert,
sodass insgesamt acht Gewebelagen übereinander liegen. Das
in der Kammer angeordnete Ende des umgeschlagenen Gassackgewebes
ist über eine Naht an dem Gewebe befestigt. Hier handelt
es sich um eine äußerst aufwendige Art und Weise
der Herstellung eines Gassackes, die große Mengen an teurem
Airbaggewebe verbraucht, eine hohe Anzahl an Nähten benötigt
und nur bedingt zu einer Erhöhung der Gassackdichtigkeit
führt.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Airbag bereitzustellen,
der bei einer hohen Gasdichtigkeit preiswert herzustellen und auf
ein geringes Packmaß zusammenzufalten oder zusammenzulegen
ist.
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Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe mit einem Airbag gemäß Anspruch
1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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Der
erfindungsgemäße Airbag mit zumindest einer Kammer,
die im Falle eines Unfalles oder eines bevorstehenden Unfalles mit
einem Entfaltungsgas befüllt wird und aus mindestens zwei
Lagen eines Gewebes besteht, die über zumindest eine Naht
begrenzt ist, wobei in dem Nahtbereich eine Nahteinlage aus einem
Textil eingelegt und über eine Fixiernaht an dem Gewebe
befestigt ist, sieht vor, dass die Nahteinlage separat ausgebildet
ist, wodurch das aufwendige Umlegen und Fixieren des teuren Gassack-
oder Airbaggewebes zu vermeiden ist. Als Nahteinlagematerial können
dann schmale Gewebestreifen oder dergleichen verwendet werden, sodass der
Verschnitt des Zuschnittes des Gewebes gering gehalten wird. Ein
mehrfaches Umlegen des Außenbereiches außerhalb
der Umfangsnaht erfolgt nicht, sodass die Größe
des gepackten Airbags insgesamt verringert wird. Weiterhin ist die
Anwendung einer separaten Nahteinlage nicht auf den Randbereich
eines Airbags beschränkt, vielmehr können auch
nicht mit Gas zu befüllende Bereiche einer Kammer abgetrennt
und mit einer Nahteinlage abgedichtet werden. Durch die Nahteinlage
ist es möglich, dass die auf die Verbindungsnaht zwischen
den Lagen des Airbaggewebes einwirkenden Kräfte verringert
werden, da ein Teil der Zugkräfte über die Fixiernaht
in das Gewebe eingeleitet wird. Dadurch ist es möglich,
dass die einzelnen Nähte weniger Kräfte aufnehmen
müssen, was zu einer verringerten Dehnung des Gewebes im Nahtmaterialdurchtrittsbereich
führt. Insgesamt wird dadurch die Belastung sowohl auf
das Nahtmaterial als auch auf das Gewebe verringert, was zu einer
erhöhten Gasdichtigkeit führt.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Naht als eine Umfangsnaht
oder eine Trennnaht ausgebildet ist, wobei die Umfangsnaht die Kammer
komplett umgeben kann oder auch nur einen Teilbereich der Kammer
abdeckt, beispielsweise bei einer gefalteten Ausführung
des Airbags. Es hat sich gezeigt, dass insbesondere bei einem parallelen Verlauf
der Naht zu den Kett- und Schussfäden des Airbaggewebes
eine hohe Belastung und einer höhere Versagenswahrscheinlichkeit
als bei einem Nahtverlauf in einem Winkel zu dem Kett- oder Schussfäden.
Insbesondere in einem Bereich mit parallelem Verlauf ist die Anordnung
einer Nahteinlage vorteilhaft, um die Gesamtfestigkeit und Dichtigkeit
des Airbags zu gewährleisten.
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Bevorzugt
ist die Fixiernaht mit einer Festigkeit ausgeführt, die
geringer als die Festigkeit der Naht ist, da nur ein geringerer
Anteil an Zugkräften über die Fixiernaht aufgenommen
werden muss. Die geringere Festigkeit kann durch einen dünneren
Faden erreicht werden. Dadurch wird die Gasdichtigkeit weiter erhöht,
da nur eine sehr kleine Durchtrittsstelle durch den dünneren
Fixiernahtfaden ausgebildet wird. Ebenfalls kann die geringere Festigkeit
durch einen Faden mit geringerer Festigkeit verwirklicht werden,
was die Materialkosten senkt. Auch kann die Fixiernaht als solche
nicht so fest genäht sein wie die Naht, so dass sich hieraus
Vorteile für den Nähvorgang realisieren lassen.
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Die
Nahteinlage kann aus einem Gewirk, Gestrick, Gelege oder einem Gewebe
bestehen, gegebenenfalls kann auch eine Folie als Nahteinlage vorgesehen
sein.
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Die
Naht, die die beiden Lagen des Airbaggewebes miteinander verbindet,
ist bevorzugt als eine Doppel-Kettnaht ausgeführt, die
eine besonders hohe Dichtigkeit und Stabilität bereitstellt.
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Die
Nahteinlage kann auch nur einseitig angeordnet sein, sodass nur
auf einer Seite der übereinander gelegten Lagen des Gewebes
eine Nahteinlage befestigt ist. Dabei ist in einer bevorzugten Ausführungsform
die Nahteinlage auf der der Doppel-Kettnaht abgewandten Seite angeordnet,
um die Dichtigkeit an der Doppel-Kettnahtknotenseite zu erhöhen.
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Das
Gewebe weist in einer Ausgestaltung der Erfindung ein Fadengewicht
von maximal 470 dTex auf, was überraschenderweise eine
ausreichende Gasdichtigkeit bei einer hohen Packbarkeit und gleichzeitigen
ausreichenden Festigkeit mit sich bringt. Aufgrund der geringen
Fadenstärke ist das Packvolumen gering. Ebenfalls kann
ein Airbag mit einem Gewebe unter einem Fadengewicht von maximal
470 dTex sehr preiswert gefertigt werden, da dieses häufig
für Standard-Airbags eingesetzt wird, die eine geringere
Entfaltungsgeschwindigkeit aufweisen.
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Eine
Nahteinlage kann auch bei einem umgestülpten Airbag vorgesehen
sein, sodass die Naht im Inneren des Airbags angeordnet ist und
erst durch Umstülpen des Gassackes die Nahteinlage in den
Innenraum der Kammer gebracht wird. Ein Vorteil bei einer Anordnung
mit einem umgestülpten Airbag besteht darin, dass die Nahteinlage
im Herstellverfahren auf der Außenseite aufgebracht werden
kann, was die Herstellung insgesamt vereinfacht.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten
Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 – eine
schematische Darstellung einer herkömmlichen Nahtgestaltung;
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2 – eine
schematische Darstellung der erfindungsgemäßen
Lösung;
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3 – eine
Variante der 2;
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4 – eine
Variante der 3;
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5a und 5b – Draufsichten
auf einen Airbag gemäß 4;
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6 – eine
alternative Anordnung;
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7 – eine
Darstellung eines Abtrennbereiches.
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1 zeigt
in einer schematischen Darstellung eine Nahtanordnung gemäß dem
Stand der Technik. Zwei Gewebelagen 1, 2 eines
Airbags sind im Randbereich über eine Naht 3,
vorliegend eine Umfangsnaht, miteinander verbunden. Sobald Entfaltungsgas
in die durch die Gewebelagen 1, 2 gebildete Kammer
einströmt, wie durch den Pfeil angedeutet, wird Druck auf
die Naht 3 ausgeübt, wodurch sich die Gewebelagen 1, 2 im
Bereich der Naht 3 leicht voneinander entfernen. Darüber
hinaus dehnt sich im Bereich der Einstichlöcher der Naht 3 das
Gewebe, sodass in Verbindung mit der mechanischen Belastung innerhalb
des Gewebes feine Öffnungen im Bereich der Durchstichlöcher
entstehen, die eine erhöhte Gasdurchlässigkeit
bewirken. Ebenfalls kann durch das Vorbeiströmen der heißen
Entfaltungsgase eine Schwächung der Materialfestigkeit
aufgrund der größeren Einleitung von Wärmeenergie
erfolgen, was zu größeren Rissen innerhalb des
Gewebes oder des Nahtmaterials führen kann.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik sieht die Erfindung gemäß der 2 vor,
dass zumindest eine Nahteinlage in Gestalt eines separaten Gewebes,
Gewirkes, Gestrickes oder Geleges an dem Gewebe 1, 2 des
Airbags über Fixiernähte 51, 42 befestigt
wird. Weiterhin wird die Nahteinlage vorliegend die Nahteinlagen 4, 5, über
den Bereich der Naht 3 hinausgeführt, sodass die
Nahteinlagen 4, 5 zusammen mit den Gewebelagen 1, 2 über
die Umfangsnaht 3 ebenfalls festgelegt werden. Die Nahteinlagen 4, 5 sind
somit über zwei Nähte an dem Airbaggewebe festgelegt.
Eine Kante bzw. ein Rand der Nahteinlage 4, 5 ist über
die Naht 3 fixiert, das der Kammer zugewandte Ende ist über
eine separate Fixiernaht 51, 42 an der jeweiligen
Gewebelage 1, 2 festgelegt. Die Fixiernähte 51, 42 sind
bevorzugt mit einem dünnen Garn bzw. mit einer geringen
Fadenstärke ausgeführt, bevorzugt ist die Fadenstärke
der Fixiernaht 51, 42 geringer als die Fadenstärke
der Naht 3, vorliegend der Umfangsnaht. Die Fixiernähte 51, 42 halten
die Nahteinlagen 4, 5 an dem Gewebe 1, 2 fest,
sodass ein Teil der Kräfte, die durch das Entfaltungsgas
auf die Naht 3 ausgeübt wird, über die Nahteinlage 4, 5 und
die Fixiernähte 42, 51 zumindest teilweise
abgeleitet werden, wodurch eine geringere Belastung im Bereich der
Naht 3 auftritt. Dadurch werden die Aufweitungen im Bereich
der Nahtdurchstiche insgesamt verringert und die Gasdichtigkeit
konstruktiv erhöht, sodass ein dünneres, schwächeres
Gewebe und ein dünnerer Faden für die Naht 3 und
die Fixiernähte 51, 42 verwendet werden
können. Insgesamt wird dadurch die Fadenstärke
des Gewebes 1, 2 geringer dimensionierbar, sodass
das gesamte Packvolumen des Airbags, das Gewicht, der Preis und
das Bauvolumen einer Airbageinrichtung verringert werden.
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In
der 3 ist eine Variante der Erfindung dargestellt,
bei der die Naht 3 als eine Doppel-Kettnaht ausgeführt
ist. Die Doppel-Kettnaht 3 hat den Vorteil einer erhöhten
Gasdichtigkeit, insbesondere auf derjenigen Seite, auf der die Doppel-Kettnaht ausgeübt
ist.
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In
der 4 ist eine Variante der Erfindung gezeigt, bei
der nur eine Nahteinlage 5 vorgesehen ist. Neben der Fixierung über
die Fixiernaht 51 ist die Nahteinlage 5 über
eine Doppel-Kettnaht 3 im Nahtbereich festgelegt. Dabei
ist die Fixiernaht 51 in der Gewebelage 1 angeordnet,
die der Doppel-Kettnaht abgewandt ist, um den schwächeren
Bereich der Naht 3 zu unterstützen. Die Seite,
auf der die Doppel-Kettnaht ausgeführt ist, ist mit dem
Bezugszeichen A gekennzeichnet, die entsprechend abgewandte Seite
mit dem Bezugszeichen B.
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In 5a und 5b ist
die Anordnung der Nähte jeweils aus der entsprechenden
Sicht dargestellt. Die 5a zeigt eine Draufsicht auf
die Doppel-Kettnaht, während die 5b eine
Draufsicht auf die der Doppel-Kettnaht abgewandten Seite der Naht 3 sowie
die Fixiernaht 51 zeigt. Die Fixiernaht 51 ist in
einem gewissen Abstand zu der Naht 3 ausgeführt.
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Eine
Variante der Erfindung ist in der 6 gezeigt,
bei der die Naht 3 innenliegend angeordnet ist, sodass
die Nahteinlage 4, 5 die Gewebelagen 1, 2 innen
schützend umgeben. Zur Herstellung eines solchen Airbags
werden die Fixiernähte 51, 42 ausgeführt,
indem eine Umrandung des zu vernähenden Bereiches der Gewebelagen 1, 2 geheftet
wird. Anschließend werden die Nahteinlagen 4, 5 jeweils
außen angeordnet, die Ränder der Gewebelagen 1, 2 übereinander
gelegt und dann vernäht. Anschließend wird der
Airbag umgestülpt, sodass die vormals außenliegenden
Nahteinlagen 4, 5 innenliegend angeordnet sind.
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In
der 7 ist schematisch ein innerhalb des Airbags liegender,
abgenähter Bereich dargestellt, ein sogenanntes „zero
debth island", der zur Strukturierung eines Airbags oder zur Abtrennung zweier
Kammern verwendet werden kann. Die Gewebelagen 1, 2 werden
mit Nahteinlagen 4, 5 versehen und eine Naht 3,
vorliegend keine Umfangsnaht, sondern eine Trennnaht, wird ausgeführt.
Durch die beidseitige Anordnung der Fixiernähte 51, 42 jenseits der
Nähte 3 wird eine signifikante Reduzierung der Belastung
der Materialien im Nahtbereich erreicht.
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Die
Gewebe 1, 2 des Airbags und die Materialien der
Nahteinlagen 4, 5 können beschichtet
und unbeschichtet sein und weisen bevorzugt eine Fadenstärke
kleiner oder gleich 470 dTex auf. Wie oben gezeigt, sind die Materialien
und die Ausgestaltungen der Nähte und der Nahteinlagen
sowohl für umgestülpte als auch nicht umgestülpte
Ausführungsformen geeignet. Die Nahteinlage kann auch aus
einem nicht dehnbaren Material ausgebildet sein, sodass die Neigung
des Airbaggewebes bzw. der Gewebe zur Ausdehnung und zur Ausbildung
von Löchern unterbunden wird. Die Nahteinlagen stellen
darüber hinaus eine weitere Isolierung der Nahtmaterialien
bereit, sodass insgesamt eine höhere Haltbarkeit der Naht
und dadurch eine höhere Entfaltungsgeschwindigkeit des
Airbags und eine verbesserte Sicherheit für den Airbagnutzer
bereitgestellt werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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