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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 Gewebelagen 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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Die
US 2005/0127650 A1 beschreibt einen Airbag mit wärmegeschützten Nähten, bei dem an den Gewebezuschnitten zur Ausbildung des Airbags nach innen umgeschlagene Befestigungsbereiche angeordnet sind. An diesen Befestigungsbereichen ist innenseitig eine Gewebeschutzlage angeordnet, die mit dem Airbaggewebe vernäht sein kann. Zur Herstellung des Airbags werden die Befestigungsbereiche aufeinander gelegt und miteinander vernäht, so dass die Gewebeschutzlagen beidseitig neben den Befestigungsbereichen liegen.
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Die
DE 101 95 005 T5 betrifft einen Airbag mit einer Kammer aus mehreren Lagen, in die eine Nahteinlage als ein U-förmig gefalteter Streifen eingelegt ist. Die Nahteinlage besteht aus einem beschichteten Textil und ist zwischen den Gewebelagen angeordnet. Eine Umfangsnaht verbindet die Gewebelagen und die Nahteinlage miteinander. Der beschichtete Teil der Gewebelage und der Nahteinlage kann durch Hochfrequenzschweißen miteinander verschweißt oder vernäht werden.
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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 und zwischen den Gewebelagen angeordnet ist, wodurch das aufwendige Umlegen und Fixieren des teuren Gassack- oder Airbaggewebes zu vermeiden ist. Eine Kannte der Nahtanlage ist über die Naht fixiert, das der Kammer zugewandte Ende der Nahtanlage ist über die Fixiernaht festgelegt. 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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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 nicht zur Erfindung gehörende 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 nicht von der Erfindung erfasste Ausführungsform ist in der 6 gezeigt, bei der die Naht 3 innenliegend angeordnet ist, sodass die Nahteinlagen 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.
