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Die
Erfindung betrifft einen Gassack nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1 und ein Gassackmodul mit einem solchen Gassack.
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Gassäcke
haben natürliche Schwachstellen in Bereichen, bei denen
der Gassack scharfe Kurvenkonturen ausbildet oder Abnäher
aufweist. In solchen Bereichen können Spannungsspitzen
auftreten, so dass es zum Versagen einer Naht und/oder des umgebenden
Gewebes kommen kann. Dies trifft insbesondere für Bereiche
zu, die zu Abströmöffnungen eines Gasgenerators
oder eines Gasverteilers benachbart sind, so dass sie zuerst von
dem in dem Gassack unter hohem Druck eintretenden Gas angeblasen
werden.
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Dieses
Problem tritt in besonderem Maße auf, wenn als Gasgeneratoren
pyrotechnische Generatoren verwendet werden, die heiße
Füllgase erzeugen und damit das Gassackmaterial zusätzlich
thermisch stark belasten.
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Um
zu vermeiden, dass eine Naht und/oder das umgebende Gewebe im Bereich
einer Spannungsspitze eines aufgeblasenen Gassacks versagen, ist
es bekannt, die kritischen Stellen der Belastungszonen mit Verstärkungslagen
zu bestücken. Solche Maßnahmen erfordern jedoch
zusätzliche Gewebelagen mit zusätzlichen Nähten
und sind daher aufwendig.
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Aus
der
DE 20 2007
007 355 U1 ist es bekannt, zwei Gewebelagen eines aus einer
flexiblen Hülle bestehenden Gasstromverteilers mittels
einer Reißnaht zu verbinden, die durch das einströmende Gas
aufgerissen wird und dabei Energie absorbiert.
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Aus
der
EP 0 962 363 B1 ist
es bekannt, die Außennaht eines Gassacks durch Doppelnähte
auszubilden, wobei die innere Naht mit einem schwächeren
Faden genäht ist und bei Einströmen von Gas aufreißt.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere
Lösung des Problems bereitzustellen, Nähte eines
Gassacks vor Spannungsspitzen zu schützen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Gassack
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Gassackmodul mit den Merkmalen
des Anspruchs 22 gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen angegeben.
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Danach
sieht die Erfindung vor, dass mindestens eine Reißnaht
derart im Gassack ausgebildet ist, dass sie zumindest einen hoch
belasteten Teilabschnitt einer Funktionsnaht zumindest an einer Stelle
umgibt, die einem einströmenden Gasstrom zugewandt ist.
Die mechanische Reißfestigkeit der Reißnaht ist
dabei geringer als die mechanische Reißfestigkeit der Funktionsnaht.
Durch Anordnung einer Reißnaht benachbart einer kritischen,
d. h. hoch belasteten Stelle einer Funktionsnaht kann die auf die
Funktionsnaht wirkende Spannung und Belastung reduziert werden.
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Es
ist somit vorgesehen, dass die Reißnaht derart im Gassack
ausgebildet und dimensioniert ist, dass der einströmende
Gasstrom ein Reißen der Reißnaht bewirkt und der
Gasstrom zumindest den hoch belasteten Teilabschnitt der Funktionsnaht
erst dann belasten kann, wenn die Reißnaht aufgerissen ist.
Durch die durch die Reißnaht bewirkte Energieabsorption
und verzögerte thermische Belastung der Funktionsnaht wird
diese ausreichend entlastet, um den Aufblasvorgang ohne Schäden
zu überstehen. Es ist daher nicht erforderlich, Funktionsnähte
wie beispielsweise Abnäher in ihrer Größe
zu verändern oder zusätzliche Verstärkungslagen
zur Verstärkung der Funktionsnähte und deren kritischer
Bereiche vorzusehen. Gleichzeitig wird der Reißfaden so
dimensioniert, dass er im Arbeitsbereich das vollständige
Aufblasen des Gassacks durch rechtzeitiges Aufreißen freigibt,
so dass die Schutzwirkung des Gassacks in keiner Weise tangiert
ist.
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Eine
Funktionsnaht ist dabei jede Naht des Gassacks, die nicht dafür
vorgesehen ist, bei Befüllen des Gassacks mit Gas zu reißen.
Insbesondere sind Funktionsnähte eine Umfangsnaht des Gassacks
und Abnäher, die Gassackkammern oder Teilbereiche des Gassacks
definieren.
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Als
hoch belasteter Abschnitt einer Funktionsnaht wird ein Abschnitt
bezeichnet, der durch das einströmende Gas eine Spannungsspitze
erfährt, also stärker belastet wird als andere
Nahtabschnitte. Insbesondere sind solche Abschnitte einer Funktionsnaht
hoch belastet, die bei Aktivieren eines Gassacks zuerst in Kontakt
mit in den Gassack einströmendem Gas geraten. Dies sind
insbesondere Abschnitte, die an Abströmöffnungen
eines Gasgenerators oder eines Gasverteilers angrenzen. Im Bereich angrenzend
an solche Abströmöffnungen ist das Gassackmaterial
einer höheren mechanischen und – insbesondere
bei der Verwendung pyrotechnischer Gasgeneratoren – auch
höheren thermischen Belastung ausgesetzt.
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In
einer Ausgestaltung besitzt die Reißnaht einen Verlauf,
der von dem Verlauf der zu schützenden Funktionsnaht jedenfalls
in deren hoch belastetem Abschnitt abweicht. Insbesondere ist die
Reißnaht hierzu in einer Ausgestaltung derart im Gassack ausgebildet,
dass der dem einströmenden Gas zugewandte Abschnitt der
Reißnaht bezogen auf den hoch belasteten Abschnitt der
Funktionsnaht konvex ausgebildet, d. h. nach außen gewölbt
ist. Dies kann dazu führen, dass das einströmende
Gas teilweise zusätzlich von dem hoch belasteten Abschnitt
weg geleitet wird in Bereiche, in denen die Belastung geringer ist,
und dadurch Spannungsspitzen weiter abgebaut werden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung ist die Reißnaht derart ausgebildet,
dass sie in einem mittleren Abschnitt dem einströmenden
Gas zugewandt ist, so dass eine Belastung der Reißnaht
primär in ihrem mittleren Abschnitt erfolgt. Hierdurch
wird vermieden, dass die Reißnaht nicht einfach durch den
einströmenden Gasstrom am losen Fadenende aufgezogen wird.
Vielmehr wird gewährleistet, dass die Reißnaht bis
zum Reißen beansprucht wird und dementsprechend Energie
absorbieren kann.
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In
einem anderen Ausführungsbeispiel ist mindestens ein Endbereich
der Reißnaht in einem Bereich des Gassacks angeordnet,
der eine geringe Belastung durch den einströmenden Gasstrom
erfährt. Die Enden der Schutzreißnaht verlaufen
gemäß diesem Ausführungsbeispiel in einen
spannungsarmen, wenig belasteten Bereich aus.
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In
einer weiteren Ausgestaltung ist die Reißnaht kreisförmig
ausgebildet, wobei die kreisförmige Naht zumindest den
hoch belasteten Teilabschnitt der Funktionsnaht vollständig
umgibt.
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Auch
kann vorgesehen sein, dass mehrere Reißnähte zum
Schutz einer Funktionsnaht oder eines hoch belasteten Teilabschnitts
einer Funktionsnaht im Gassack ausgebildet sind. Für diesen
Fall sind diese derart im Gassack ausgebildet und dimensioniert,
dass sie bei Einströmen des Gasstroms sukzessive reißen
und der Gasstrom erst nach Reißen sämtlicher Reißnähte
die Funktionsnaht oder den hoch belasteten Teilabschnitt der Funktionsnaht
erreicht. Hierbei erfolgt ein stufenweiser Abbau der Energie des
einströmenden Gasstroms.
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Die
mehreren Reißnähte können ebenfalls kreisförmig
ausgebildet sein, wobei in einer Variante mehrere konzentrisch,
um die zu schützende Naht oder den zu schützenden
Teilabschnitt angeordnete kreisförmige Reißnähte
vorgesehen sind und in einer anderen Ausgestaltung mehrere sich überlappende, kreisförmige
Reißnähte gleichen Durchmessers vorgesehen sind.
Die Verwendung mehrerer kreisförmiger Reißnähte
gleichen Durchmessers ist in Bezug auf das Herstellungsverfahren
einfacher, da nur eine Nähstation mit einem Radius benötigt
wird.
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In
einer Ausgestaltung der Erfindung liegt das Verhältnis
der mechanischen Reißfestigkeit der Funktionsnaht zu der
mechanischen Reißfestigkeit der Reißnaht im Bereich
zwischen 1,3 und 3,0.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung liegt der Abstand zwischen
der Reißnaht und einem hoch belasteten Teilabschnitt der
Funktionsnaht zwischen 5 mm und 50 mm, insbesondere zwischen 10
und 30 mm liegt. Der ausreichende Abstand stellt sicher, dass die
Reißnaht unabhängig von der Funktionsnaht belastet
wird und reißen kann.
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Die
Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der
Zeichnung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher
erläutert. Es zeigen:
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1 einen
Teilbereich eines Gassacks in Seitenansicht, der eine Funktionsnaht
und eine Reißnaht zur Entlastung der Funktionsnaht aufweist;
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2 ein
erstes alternatives Ausführungsbeispiel eines derartigen
Gassacks;
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3 ein
zweites alternatives Ausführungsbeispiel eines derartigen
Gassacks; und
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4 ein
drittes alternatives Ausführungsbeispiel eines derartigen
Gassacks.
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Die 1 zeigt
ein Ausführungsbeispiel eines Gassacks 10a, der
durch aus einem Gasgenerator 20 im Auslösefall
ausströmendes Gas aufblasbar ist. Der Gassack 10a besteht
aus zwei Gassacklagen, die über eine Außennaht 31a miteinander
verbunden sind. Der äußere Umriss des Gassacks
ist mit 11a bezeichnet.
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Der
Gassack weist des Weiteren mehrere Abnäher auf. So sind
zwei kreisförmige Abnäher 32a, 34a vorgesehen,
die jeweils in einem kreisförmigen Bereich die beiden Gassacklagen
miteinander verbinden und hierdurch den Gassack strukturieren. Des
Weiteren sind als Abnäher zwei Nähte 33a, 35a vorgesehen,
die nur teilweise dargestellt sind und in Verbindung mit anderen
Abnähern Gassackkammern des Gassacks 10a ausbilden
und definieren. Die kreisförmigen Abnäher 32a, 34a können
dabei als Anfangsabschnitt der Abnäher 33a, 35a angesehen
werden.
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Sowohl
die Außennaht 31a als auch die Abnäher 32a, 33a, 34a, 35a stellen
Funktionsnähte des Gassacks dar, d. h. diese Nähte
definieren Gassackkammern oder Teilbereiche des Gassacks und sind nicht
dafür vorgesehen, zu reißen.
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Gemäß der 1 ist
des Weiteren eine Reißnaht 41a vorgesehen. Diese
ist kreisförmig ausgebildet und konzentrisch um die Funktionsnaht 32a angeordnet.
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Im
Auslösefall strömt aus dem Gasgenerator 20 Gas
in den Gassack 10a. Der Gasgenerator 20 ist im
dargestellten Ausführungsbeispiel als Rohrgasgenerator
ausgebildet, der innerhalb des Gassackes 10a angeordnet
ist. Ebenso kann jedoch vorgesehen sein, dass der Gasgenerator nur
teilweise in dem Gassack 10a angeordnet ist und lediglich
in diesen hineinragt. Auch kann vorgesehen sein, dass der Gasgenerator
sich außerhalb des Gassacks befindet und das Gas über
einen Gasverteiler in den Gassack geleitet wird.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der Gasgenerator 20 einen
Diffusor 21, von dem aus das Gas durch nicht dargestellte
Abströmöffnungen in definierte Richtungen A, B
abströmt. Statt des Diffusors 21 kann auch ein
anderer Gasverteiler wie beispielsweise ein Gewebediffusor verwendet
werden. Auch kann vorgesehen sein, dass das Gas des Gasgenerators 20 direkt,
ohne die Verwendung eines Gasverteilers, in den Gassack 10a einströmt.
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Die
aus dem Gasgenerator 20 ausströmenden Gase belasten,
wenn sie auf angrenzend an die Abströmöffnungen
des Gasgenerators 20 (oder eines Gasverteilers) angrenzende
Nähte treffen, diese in hohem Maße. Dies hängt
zum einen mit dem hohen Gasdruck unmittelbar nach Verlassen des
Gasgenerators zusammen. Wenn pyrotechnische Generatoren Einsatz
finden, die heiße Gase erzeugen, liegt des Weiteren insbesondere
in Bereichen angrenzend an die Abströmöffnungen
des Gasgenerators oder eines Gasverteilers eine hohe thermische Belastung
dort angeordneter Nähte und des umgebenden Gewebes vor.
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Im
Ausführungsbeispiel der 1 stellt
der Abnäher 32a eine hoch belastete Funktionsnaht
dar. Der dem Gasstrom B zugewandten Abschnitt des Abnähers 32a wird
unmittelbar von dem ausströmenden Gasstrom B angeblasen.
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Durch
die Reißnaht 41a wird jedoch ein Teil der Energie
des Gasstrom B aufgenommen und eine thermische Belastung der innenliegenden
Funktionsnaht 32a reduziert. Die Reißnaht 41a weist
dabei eine geringere mechanische Reißfestigkeit auf als die
Funktionsnaht 32a. Beispielsweise liegt das Verhältnis
der mechanischen Reißfestigkeit der Funktionsnaht 32a zu
der mechanischen Reißfestigkeit der Reißnaht 41a im
Bereich zwischen 1,5 und 3.
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Der
Gasstrom B fällt prallt zunächst auf die Reißnaht 41a und
bewirkt ein Aufreißen der Reißnaht 41a.
Erst danach kommt der Gasstrom B in Kontakt mit der Funktionsnaht 32a und
belastet diese. Die Belastung ist aufgrund der Verwendung der Reißnaht 41 wie
erläutert jedoch reduziert. Damit ist es nicht erforderlich,
die Funktionsnaht 32a beispielsweise durch Verstärkungslagen
oder andere aufwendige Maßnahmen zu verstärken.
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Wie
aus der 1 ersichtlich, ist die Reißnaht 41a von
der Funktionsnaht 32a deutlich beabstandet. Der Abstand
beträgt beispielsweise zwischen 5 mm und 50 mm, insbesondere
zwischen 10 mm und 30 mm.
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Es
wird weiter darauf hingewiesen, dass die Funktionsnaht 32a in
einem lokalen, ringförmigen Verstärkungsbereich
(nicht dargestellt) ausgebildet sein kann, der beispielsweise durch
ein Dichtungs- und/oder Klebematerial wie beispielsweise einen Silikonkleber
gebildet ist, der die beiden Gassacklagen des Gassacks 10a zu
beiden Seiten der Naht 32a zusätzlich verbindet
und die Naht 32a abdichtet. Für einen solchen
Fall kann die Reißnaht 41a sowohl (ebenfalls)
in einem solchen Verstärkungsbereich aber auch außerhalb
eines solchen Bereichs ausgebildet sein. Bevorzugt ist dabei vorgesehen,
dass sie sich außerhalb eines solchen Verstärkungsbereichs befindet,
damit sie die Naht 32a und ihren Verstärkungsbereich
insgesamt entlasten kann.
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Die 2 zeigt
ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Gassacks 10b,
der durch Gas eines Gasgenerators 20 aufblasbar ist. Der
Umfang des Gassacks 10b ist mit 11b bezeichnet.
Eine erste Funktionsnaht wird durch die Außennaht 31b des Gassacks
bereitgestellt, die eine erste und eine zweite Gassacklage zur Bildung
des Gassacks 10b miteinander verbindet. Die Außennaht 31b bildet
dabei einen stark gekrümmten Abschnitt 310b aus.
Dieser Abschnitt 310b ist einer erhöhten Belastung
durch aus dem Gasgenerator 20 austretendes Gas C ausgesetzt.
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Als
weitere Funktionsnähte sind ein kreisförmiger
Abnäher 32b und ein Abnäher 33b entsprechend
den Abnähern 32a und 33a der 1 vorgesehen.
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Zum
lokalen Schutz des Abschnitts 310b des Funktionsnaht 31b ist
eine Reißnaht 41b vorgesehen. Die Reißnaht 41b weist
einen mittleren Abschnitt 411b auf, der in Bezug auf den
hoch belasteten Abschnitt 310b der Funktionsnaht 31b konvex ausgebildet
und dem Gasstrom C zugewandt ist. Des Weiteren sind zwei Endabschnitte 412b, 413b vorgesehen.
Diese laufen an ihren Enden in einem spitzen Winkel über
die Funktionsnaht 31b hinüber. Der obere Endabschnitt 413b verläuft
dabei näherungsweise parallel zu der Funktionsnaht 31b.
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Die
Funktionsnaht 32b ist ähnlich der Ausgestaltung
der 1 von einer kreisförmigen Reißnaht 42b umgeben.
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Der
Schutz der Funktionsnaht 32b durch die eine Reißnaht 42b ist
entsprechend der 1, so dass auf die diesbezüglichen
Ausführungen verwiesen wird. Bei der anderen Reißnaht 41b ist
der mittlere Abschnitt 411b dem einströmenden
Gasstrom C zugewandt. Der mittlere Abschnitt 411b wird
durch den Gasstrom C zum Reißen beansprucht, wobei Energie
absorbiert und eine thermische Belastung der Funktionsnaht 31b,
insbesondere dessen Abschnitts 310b verzögert
wird.
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Dadurch,
dass der mittlere Abschnitt 411b der Reißnaht 41b zuerst
in Kontakt mit dem Gasstrom C tritt, wird dabei vermieden, dass
der Faden der Reißnaht 41b nicht lediglich am
losen Ende aufgezogen, sondern tatsächlich bis zum Reißen
beansprucht wird. Die konvexe Form des mittleren Abschnitts 411b kann
darüber hinaus durch ein teilweises Umleiten des Gasstroms
C eine Entlastung des hoch belasteten Abschnitts 310b unterstützen.
Der Abstand zwischen dem hoch belasteten Abschnitt 310b der
Funktionsnaht 31b und dem mittleren Abschnitt 411b der
Reißnaht 41b beträgt beispielsweise zwischen
5 mm und 50 mm, insbesondere zwischen 10 mm und 30 mm. Zu den Endabschnitten 412b, 413b hin
nähert sich die Reißnaht 41b dann an
die Funktionsnaht 31b an.
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Die 3 zeigt
ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel eines Gassacks 10c,
der durch Gas eines Gasgenerators 20 aufblasbar ist. Bei
der Ausgestaltung der 3 sind wiederum als Funktionsnähte
zwei kreisförmige Abnäher 31c, 33c vorgesehen,
die jeweils in Abnäher 32c, 34c übergehen, die
z. B. zusammen mit weiteren Abnähern eine oder mehrere
Gassackkammern definieren. Der eine kreisförmige Abnäher 31c ist
durch mehrere, konzentrisch um den Abnäher 31c gelegte
Reißnähte 41c, 42c, 43c geschützt.
Der andere Abnäher 33c ist durch eine Reißnaht 44c geschützt.
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Die
Funktionsnaht 31c ist bei dieser Ausgestaltung durch mehrere
Reißnähte 41c, 42c, 43c geschützt,
die derart im Gassack ausgebildet und dimensioniert sind, dass sie
bei Einströmen des Gasstroms D sukzessive reißen,
so dass der Gasstrom D erst nach Reißen sämtlicher
Reißnähte 41c, 42c, 43c die
hoch belastete Funktionsnaht 31c erreichen und belasten
kann. Die Verwendung mehrerer Reißnähte 41c, 42c, 43c stellt
dabei einen besonders effektiven Schutz bereit.
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Die
andere Reißnaht 44c ist offen ausgebildet und
bildet einen mittleren, konvexen Bereich 441c, der dem
Gasstrom E zugewandt ist, sowie zwei Endabschnitte 442c, 443c aus.
Das eine Ende 442c läuft in einen spannungsarmen,
wenig belasteten Bereich der Funktionsnaht 34c aus.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel der 4 sind wiederum
als Funktionsnähte zwei kreisförmige Abnäher 31d, 32d vorgesehen,
von denen einer in einen länglichen Abnäher 33d übergeht.
Die kreisförmigen Abnäher 31d, 32d sind
jeweils mittels einer Mehrzahl von kreisförmigen Reißnähten 41d–43d, 44d–46d geschützt.
Anders als bei dem Ausführungsbeispiel der 3 sind
die Reißnähte 41d–43d, 44d–46d mit
gleichem Durchmesser ausgebildet, was den Vorteil einer einfacheren
Produktion besitzt, da nur eine Nähstation mit einem Radius
benötigt wird. Die sich überlappenden, gleichgroßen
Reißnähte 41d–43d, 44d–46d sind
in Richtung des ankommenden Gasstroms F, G versetzt ausgebildet.
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Die
Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausgestaltung nicht
auf die vorstehend dargestellten Ausführungsbeispiele.
Beispielsweise können die Reißnähte anders
geformt sein und in Bezug auf anders geformte und an anderer Stelle
eines Gassacks ausgebildete Funktionsnähte eingesetzt werden.
Auch sind Art und Form des dargestellten Gassacks und des Gasgenerators
lediglich beispielhaft zu verstehen. Grundsätzlich kann
die Erfindung bei beliebigen Gassäcken Einsatz finden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 202007007355
U1 [0005]
- - EP 0962363 B1 [0006]