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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufrollen eines Airbags, bei dem ein Anfangsabschnitt des Airbags in einer Aufrollrichtung auf das Airbagmaterial zurückgeschlagen und anschließend die Falzkante in Richtung auf den zurückgeschlagenen Rand dergestalt aufgerollt wird, dass die Unterseite des sich an den Anfangsabschnitt anschließenden Airbagmaterials auf der Oberseite zu liegen kommt.
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Airbags werden in Kraftfahrzeugen zum Auffangen oder Abstützen von Fahrzeuginsassen im Falle eines Unfalles eingesetzt. Dabei können die Airbags an einer Vielzahl von Stellen innerhalb des Fahrzeugs eingesetzt werden, insbesondere in einem Lenkradtopf, im Armaturenbrett oder in Fahrzeugsitzen als so genannte Seitenairbags. Im Falle eines Unfalles wird über einen Sensor eine Druckgasquelle aktiviert, häufig ein pyrotechnischer Treibsatz, um den zunächst zusammengelegten und zusammengefalteten Airbag mit Gas zu befüllen. Durch das sich vergrößernde Volumen des Airbags wird dieser aus seiner zusammengefalteten oder zusammengelegten Position in eine entfaltete Position gebracht, in der Regel unter Zerstörung einer den Airbag abdeckenden Umhüllung.
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Bei einem Seitenaufprall oder bei einem Fahrzeugüberschlag besteht die Gefahr, dass der Körper des Fahrzeuginsassen aus der Fensteröffnung herausgeschleudert wird. Um dieses zu verhindern, werden so genannte aufblasbare Vorhänge (Inflatable Curtains) in dem Dachrahmen oder in der Dachverkleidung angeordnet. Nach Auslösen des Aktuators entrollt sich der sich befüllende Airbag von oben nach unten vor die seitliche Fensteröffnung und verhindert ein Herausschleudern des Fahrzeuginsassen. Ebenfalls wird ein Schutz vor eindringenden Gegenständen oder umherfliegenden Glasscherben bereitgestellt. Aufgrund der Kürze des Eindringweges bei einem Seitenaufprall ist es notwendig, dass sich der aufblasbare Vorhang schnell und zuverlässig entfaltet. Neben sehr hohen Gasgeschwindigkeiten und damit einhergehend hohen Gastemperaturen bei einer pyrotechnischen Befüllung muss sichergestellt werden, dass der Airbag korrekt gefaltet oder gerollt ist, damit eine störungsfreie, schnelle Entfaltung erfolgen kann.
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Aus der
WO 02/085674 ist ein Airbag bekannt, mit dem sichergestellt werden kann, dass eine Entfaltung in kurzer Zeit ohne Störungen erfolgt. Dabei wird die Oberkante des Airbags einmal umgelegt und der übrige Airbag innen eingerollt. Das obere Ende des Airbags wird somit entgegen der Einrollrichtung umgeschlagen.
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Die
US 2002/0149186 A1 beschreibt ein Verfahren zum Falten eines Airbags, bei dem ein erster, unterer Abschnitt eines flach ausgebreiteten Airbagzuschnitts in Richtung auf einen Rückhaltering (retainer) gefaltet wird. Das Ende des ersten Abschnittes wird auf sich selbst zurückgefaltet, anschließend wird der Rest des Airbagzuschnitts aufgerollt.
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Die
US 2005/0070414 A1 beschreibt ein Faltverfahren für einen Airbag, bei dem nach einer Zick-Zack-Faltung das Airbaggewebe eingerollt wird. Ein entsprechendes Verfahren ist in der
US 2007/0182142 A1 gezeigt.
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Eine weitere Anforderung an die Inflatable Curtains ist, dass diese einen möglichst kleinen Packdurchmesser aufweisen, um sie möglichst problemlos und unauffällig in dem Himmel oder Dachrahmen unterbringen zu können.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Aufrollen eines Airbags bereitzustellen, mit dem ein möglichst geringer Durchmesser erreicht werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
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Der Airbag aus einem falt- und rollbaren Airbagmaterial mit zumindest einer Kammer, die mit Entfaltungsgas aus einer Druckgasquelle befüllbar ist, wobei der Airbag zumindest teilweise aufgerollt ist, sieht vor, dass ein Anfangsabschnitt des Airbagmaterials auf sich zurückgefaltet ist und der zurückgefaltete Anfangsabschnitt in das sich anschließende Airbagmaterial eingerollt ist. Überraschend hat sich gezeigt, dass ein so gefalteter und eingerollter Airbag einen wesentlich geringeren Durchmesser als ein herkömmlich eingerollter Airbag aufweist. Ein solcherart eingerollter Airbag erschwert das Verdrehen oder Knicken des eingerollten Airbags, so dass das Risiko einer Fehlentfaltung oder einer Fehlmontage verringert wird. Darüber hinaus wird durch das feste Einrollen die Relativbewegung zwischen den Airbagschichten verringert, wodurch sich der Verschleiß reduzieren lässt. Ein geringeres Packmaß mit einem kleineren Durchmesser ermöglicht neben einer unauffälligeren Einbausituation einen ökonomischen Transport. Zudem wird durch die erhöhte Steifigkeit des eingerollten Airbags eine leichtere Handhabbarkeit und Montage insgesamt bewirkt.
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Eine Weiterbildung sieht vor, dass der Anfangsabschnitt des Airbags, der anschließend in das sich anschließende Airbagmaterial eingerollt wird, s-förmig oder z-förmig im aufgerollten Ausgangszustand ausgebildet ist.
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Um einen gleichmäßig eng eingerollten Airbag bereitstellen zu können, ist vorgesehen, dass der Anfangsabschnitt über die gesamte Länge des Airbags zurückgeschlagen ist. Dabei ist vorgesehen, dass der Anfangsabschnitt eine Breite von nicht größer als 20 mm aufweist, um zu gewährleisten, dass sich keine zu große Schlaufe innerhalb der Airbagrolle und damit ein zu großer Hohlraum innerhalb des aufgerollten Airbags ergibt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufrollen eines Airbags sieht vor, dass ein Anfangsabschnitt eines Airbags in einer Aufrollrichtung auf das Airbagmaterial zurückgeschlagen und anschließend die Falzkante in Richtung auf den zurückgeschlagenen Rand dergestalt aufgerollt wird, dass die Unterseite des sich an den Anfangsabschnitt anschließenden Airbagmaterials auf der Oberseite zu liegen kommt. Statt eines herkömmlichen Aufrollens, bei dem eine spiralförmige Aufrollung erfolgt, wird zunächst ein Teil des Airbagmaterials flach umgeschlagen und das umgeschlagene Ende in der Umschlagrichtung erneut aufgerollt, so dass die zurückgeschlagene Kante des Airbagmaterials erneut im gleichen Drehsinn wie das Umschlagen der Kante eingerollt wird.
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Ein Airbagzuschnitt wird dabei auf eine Rollunterlage aufgelegt, wobei die Rollunterlage von einem Umlenkelement zu einer Schlaufe geformt wird, in der der Airbag eingerollt wird. Die Rollunterlage kann aus mehreren Bändern oder einer Matte bestehen.
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Die Schlaufe und das dem Anfangsabschnitt gegenüberliegende Ende des Airbags werden nach dem Zurückschlagen des Randes relativ zueinander aufeinander zu bewegt, so dass sich der zunächst flach liegende Airbagzuschnitt aufrollt. Die Rollunterlage kann aufgerollt werden, wobei ein Umlenkelement in Richtung auf das dem Anfangsabschnitt gegenüberliegende Ende verfahren wird.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Umlenkelement in Richtung auf das Airbaggewebe abgesenkt wird, um das Zurückschlagen des Randes auf das Airbagmaterial zu bewirken. Es ist vorgesehen, dass das Aufrollen des Airbags und das Absenken des Umlenkelementes gleichzeitig erfolgen, so dass das Aufrollen und Komprimieren des Airbags gleichzeitig erfolgen. Alternativ kann das Absenken des Umlenkelementes auch periodisch erfolgen.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 – eine herkömmliche Aufrollvorrichtung mit einem teilweise eingerollten Airbag;
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2 – eine neuartige Vorrichtung mit einem teilweise erfindungsgemäß eingerollten Airbag;
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3a–3d – eine Einrollsequenz; sowie
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4 – einen eingerollten Airbag.
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Die 1 zeigt eine Vorrichtung zum Einrollen eines Airbags aus einem falt- und rollbaren Airbagmaterial 6 mit einer angetriebenen Rolle 1, die über ein Zugmittel 4 mit einer Umlenkrolle 3 verbunden ist. Das Airbagmaterial 6 ist auf einer Rollunterlage 5 aufgelegt, die im Wesentlichen eben ausgelegt ist. Auf dieser Rollunterlage 5 wird das Airbagmaterial 6 aufgelegt. An einem Ende des Airbagmaterials 6. das der Rolle 1 abgewandt ist, bildet die Rollunterlage 5 eine Schlaufe aus. Dies wird dadurch erreicht, dass die Umlenkrolle 3 entsprechend positioniert wird.
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Die Rollunterlage 5 wird auf eine zweite Rolle 2, die ebenfalls angetrieben ist, aufgerollt, um ein Einrollen des Airbagmaterials zu bewirken. Bei sich vergrößerndem Durchmesser des aufgerollten Airbagmaterials 6 ist es notwendig, die Umlenkrolle 3 schneller in Richtung auf die erste Rolle 1 zu verfahren, um die Schlaufe zu vergrößern, während die zweite Rolle 2 zum Aufrollen der Rollunterlage 5 mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit angetrieben werden kann. Dies erfordert eine komplexe Synchronisation der Antriebe der beiden angetriebenen Rollen 1, 2. Zudem ergibt sich bei einer solchen Vorrichtung ein Einrollmuster des Airbagmaterials 6, das spiralförmig mit einer gleichsinnigen Drehrichtung ausgebildet ist, wodurch sich in dem Zentrum des eingerollten Airbags ein relativ großer Freiraum bildet, aufgrund dessen der Durchmesser des fertig eingerollten Airbags relativ groß ist. Aufgrund des Freiraumes ist der eingerollte Airbag wenig steif, so dass insbesondere bei aufblasbaren Vorhängen (inflatable curtains), die sich entlang der gesamten Dachreling erstrecken, die Gefahr einer Verdrehung während des Transports auftreten können.
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In der 2 ist eine Vorrichtung gezeigt, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt und ein erfindungsgemäßer Airbag bereitgestellt werden kann. Die Vorrichtung sieht ebenfalls eine Rollunterlage 15 vor, auf der das Airbagmaterial 16 aufgelegt ist. Die Rollunterlage 15 kann aus einer Matte, einer Folie oder dergleichen oder einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Gurte, Bänder oder Streifen bestehen. Die Rollunterlage 15 ist unter Ausbildung einer Schlaufe um eine Umlenkrolle 13 gelegt, in der das Airbagmaterial 16 umgelegt und aufgerollt wird. Der nicht dargestellte Antriebsmotor der Rolle 12 hält dabei während des Aufrollens die Rollunterlage 15 und wird dabei stets straff gehalten, wobei eine Transversalbewegung der Umlenkrolle 13 erst nach einer gewissen Aufrollphase durch die Rolle 12 erfolgt. Durch die zeitversetzte Transversalbewegung der Umlenkrolle 13 in Richtung auf das noch nicht eingerollte Ende des Airbagmaterials wird es möglich, dass das eingerollte und zunächst umgeschlagene Airbaggewebe 16 in einem hohen Maße komprimiert und fest aufgerollt wird. Hinzu kommt, dass ein erster Airbagmaterialabschnitt zunächst zurückgeschlagen wird, so dass sich in dem Airbagmaterial selbst eine Schlaufe ausbildet, die auf sich selbst eingrollt wird, so dass ein minimaler Freiraum im Inneren des eingerollten Airbags entsteht.
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Die Zeitspanne, mit der eine transversale Bewegung der Umlenkrolle 13 einsetzt, kann aufgrund der Aufrollstrecke der Rollunterlage 15, beispielsweise über eine Drehwinkelbestimmung der Rolle 12 bestimmt werden. Ebenfalls ist es möglich, eine feste Zeitspanne zu definieren. Aufgrund der auftretenden Toleranzen innerhalb des Airbaggewebes 16 ebenso wie der möglichen Veränderungen in der Lage des Airbagmaterials 16 auf der Rollunterlage 15 kann eine variable Zeitspanne dadurch bestimmt werden, dass eine Gegenkraft auf die Umlenkrolle 13 gemessen wird, die aufgrund des Aufrollens der Rollunterlage und damit des Umfalzens und Einrollens des Airbaggewebes 16 ausgeübt wird. Die transversale Bewegung beginnt, wenn die Gegenkraft von dem eingerollten Airbaggewebe 16 innerhalb der Rollunterlage 15 auf die Umlenkrolle 13 ausgeübt wird. Die transversale Bewegung der Umlenkrolle 13 beginnt, wenn das Airbaggewebe 16 in dem eingerollten Abschnitt so kompakt ist, dass die Rollunterlage 15 die Umlenkrolle 13 nach vorne bewegt. Es ist daher nicht nötig, die Umlenkrolle 13 angetrieben auszugestalten, sie muss lediglich längs verfahrbar, bzw. rollbar gelagert sein und wird durch das Einrollen der Rollunterlage 15 durch den Antrieb der Rolle 12 bewegt. Die Umlenkrolle 13 ist dann ein rein passives Element, das durch die innerhalb der Schlaufe der Rollunterlage 15 gebildete Rolle des Airbaggewebes 16 zum nichtaufgerollten Ende des Airbaggewebes 16 gerollt wird. Durch das Gewicht und die Trägheit sowie den Rollwiderstand der Umlenkrolle 13 erfolgt eine Ausübung einer Druckkraft, so dass eine dichte, komprimierte Airbagrolle entsteht. Um den Beginn der Einrollphase festzulegen, kann auch der vertikale Abstand der Umlenkrolle 13 von der Rollunterlage 15 verändert werden, je kleiner der Abstand ist, desto eher wird die Umlenkrolle 13 horizontal bewegt werden.
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Nachdem die Umlenkrolle 13 angetrieben bzw. freigegeben wurde, wird das enge Einrollen aufgrund der Reibung und der Gegenkraft der Umlenkrolle 13 beibehalten. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, dass Brems- bzw. Auslöseinrichtungen an der Umlenkrolle 13 angeordnet sind, um eine definierte Gegenkraft bereitzustellen, ab der die Umlenkrolle 13 seitlich verschoben bzw. weggerollt wird.
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Das Airbagmaterial 16 kann in Richtung auf die Rollunterlage 15 durch kleine Räder oder Vakuumsauger gehalten werden, um so ein möglichst glattes Einrollen und Aufrollen zu gewährleisten.
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Eine Variation der Dichte des Einrollens des Airbagmaterials 16 kann durch eine Veränderung des vertikalen Abstands der Umlenkrolle 13 von der Rollunterlage 15 während des Einrollens erfolgen, so dass hier ein unterschiedlich enges Einrollen erfolgen kann.
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In den 3a bis 3d ist ein Ablauf eines Einrollvorganges eines Airbagmaterials 16 dargestellt. Die Rollunterlage 15, auf der das Airbagmaterial 16 aufliegt, ist aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt, ebenso wenig wie das Umlenkelement 13.
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Das Airbagmaterial 16 liegt zunächst flach auf dem Material der Rollunterlage 15 auf und ein Anfangsabschnitt 161 wird durch Aufrollen der Rollunterlage 15 innerhalb der gebildeten Schlaufe auf das Airbagmaterial 16 umgeschlagen. Dies ist in der 3a gezeigt. Das Umschlagen bewirkt, dass sich der umgeschlagene Anfangsabschnitt 161 auf die obere Seite des Airbagmaterials 16 auflegt, so dass seinerseits eine Schlaufe innerhalb des Airbagmaterials 16 gebildet wird. Diese Schlaufe wird erneut umgeschlagen, da das Airbagmaterial 16 zunehmend komprimiert wird. Es bildet sich an dem umgeschlagenen Ende eine S-förmige Falzung aus, die in der 3c dargestellt ist. Durch weiteres Aufrollen der Rollunterlage 15 erfolgt ein zunehmendes Einrollen des Airbagmaterials 16 in einer üblichen Spiralform, wie es in der 3d dargestellt wird. Durch das weitere Aufrollen der Rollunterlage 15 auf die Rolle 12 erfolgt ein spiralförmiges Einrollen des Airbagmaterials 16, was mit einer Durchmesservergrößerung einhergeht. Dadurch wird der Druck auch auf die Umlenkrolle 13 vergrößert, bis entweder eine Bremse gelöst oder die Trägheit der Umlenkrolle 13 überwunden wird und diese in Richtung auf das noch nicht eingerollte Ende des Airbagmaterials 16 verlagert wird. Am Ende des Einrollvorganges ist das Airbagmaterial 16 vollständig eingerollt und bildet einen eingerollten, aufblasbaren Vorhang aus, der eine hohe Dichte aufweist, was in der 4 gezeigt ist. Auf diese Art und Weise kann der Durchmesser des eingerollten Airbags signifikant verringert werden.
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Aufgrund der S- oder Z-förmigen Gestalt des Kerns der Airbagrolle wird verhindert, dass das zuerst aufgerollte Ende auf dem Airbagmaterial wegrutscht und dadurch ein unkontrolliertes Aufrollen bewirkt wird. Um die S- bzw. Z-förmige erste Innenfalzung zu erleichtern, kann das Umlenkelement 13 bzw. die Umlenkrolle 13 in Richtung auf die Rollunterlage 15 verfahren werden, so dass der Falzvorgang unterstützt wird.
