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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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Die
Herstellung eines Gassacks für
eine Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung erfolgt unter Verwendung
eines oder mehrerer Gassackzuschnitte. Beispielsweise ist es bekannt,
zur Herstellung eines Gassacks zwei Gewebelagen aufeinander zu legen
und an ihrem Umfang miteinander zu verbinden.
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Das
verwendete Gewebe ist typischerweise ein Polyamid-Gewebe, das sich
durch hohe Zugfestigkeit und große Hitzebeständigkeit
auszeichnet. Diese Eigenschaften sind erforderlich, da im Hochdruck-Befüllungsbereich
eines Gassacks das Gassackgewebe hohen mechanischen und evtl. auch thermischen
Belastungen ausgesetzt ist. Aufgrund des hochwertigen Gassackgewebes
sind die Materialkosten für
einen Gassack relativ hoch.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gassack
bereitzustellen, der hohen Anforderungen beispielsweise hinsichtlich
Zugfestigkeit und/oder Hitzebeständigkeit
genügt
und dabei kostengünstig
ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen
Gassack mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Danach
wird ein Gassack bereitgestellt, der aus mindestens zwei unterschiedlichen
Materialien hergestellt ist, die unterschiedliche, miteinander verbundene
Bereiche mindestens einer Gassackkammer des Gassacks ausbilden.
Die Erfindung sieht somit vor, im Funktionsbereich des Gassacks,
d. h. den Teilen des Gassacks, die zur Ausbildung einer oder mehrerer
Gassackkammern dienen, den Gassack aus unterschiedlichen Materialien
herzustellen, wobei die jeweiligen unterschiedlichen Bereiche miteinander
verbunden sind. Lokal unterschiedliche Anforderungen an das Gassackmaterial
können
hierdurch berücksichtigt
werden. So können
Bereiche, die hohe Anforderungen an z. B. Hitzebeständigkeit
und/oder Zugfestigkeit des Gassackmaterials aufweisen, aus einem
anderen Material gebildet sein als Bereiche, in denen die entsprechenden
Anforderungen an z. B. Hitzebeständigkeit
und/oder Zugfestigkeit geringer sind. Letztere Bereiche können beispielsweise
aus einer vergleichsweise dünnen
und leichten Gewebelage, die kostengünstiger ist, hergestellt werden.
Damit lässt
sich insgesamt eine Kostenersparnis bei der Herstellung eines Gassacks
erreichen.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das „Nesting”, d. h.
das Schachteln der Gassackzuschnitte dadurch verbessert werden kann, dass
die einzelnen Materialbereiche kleiner ausfallen und unförmige Geometrien
in komfortable Kleinteile zerlegt werden können. Die einzelnen Bereiche
können
dabei hinsichtlich ihres Materials den lokalen Beanspruchungen angepasst
werden. Dies führt
zu einer Reduzierung der Materialkosten. Es wird eine lokale Optimierung
des Materialeinsatzes bereitgestellt.
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In
einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Gassack ein höherwertigeres
Material und ein niederwertigeres Material umfasst, wobei das höherwertigere
Material zumindest einen Bereich des Gassacks ausbildet, der bei
Aktivieren des Gassacks zuerst in Kontakt mit in den Gassack einströmendem Gas
gerät.
Insbesondere ist der Gassack im Bereich um Abströmöffnungen, durch die bei Aktivierung
des Gassacks Gas in den Gassack strömt, durch ein hochwertigeres
Material gebildet. Im Bereich um solche Abströmöffnungen ist das Gassackmaterial
einer höheren
mechanischen und eventuell auch thermischen Belastung ausgesetzt.
Bei dem höherwertigeren
Material kann es sich beispielsweise um Gassackgewebe aus Polyamid
handeln. Auch kann je nach Bedarf vorgesehen sein, dass das Gassackmaterial
in dem Bereich, der zuerst in Kontakt mit in den Gassack einströmendem Gas
gerät,
mehrlagig ausgebildet ist.
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Ab
einem gewissen Abstand von den Abströmöffnungen sind die Belastungen
auf das Gassackmaterial jedoch geringer, da das Material in diesen
Bereichen nicht mehr direkt durch den Gasstrom angeblasen wird.
Damit kann ab einem gewissen Abstand von den Abströmöffnungen
ein minderwertigeres Material, das beispielsweise leichter und/oder dünner und
billiger als das höherwertigere
Material ist, verwendet werden. Beispiele für ein solches minderwertigeres
Material sind z. B. Polyethylen-Gewebe oder Folien wie z. B. Folien
aus Mylar®.
Grundsätzlich
können
beliebige, beispielsweise leichte, dünne und/oder kostengünstige Stoffe,
Gewirke, Gewebe, Folien und Laminate Verwendung finden, die eine
ausreichend geringe Gasdurchlässigkeit
aufweisen.
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Bei
den erwähnten
Abströmöffnungen
handelt es sich beispielsweise um Abströmöffnungen, die direkt an einem
Gasgenerator ausgebildet sind, der vollständig oder teilweise in den
Gassack eingeführt
ist. Ebenso kann es sich bei den Abströmöffnungen um Abströmöffnungen
eines Gasverteilers handeln, der im Gassack angeordnet und mit einer
Gasquelle verbunden ist. Ein solcher Gasverteiler kann aus Gewebe,
Metall oder Kunststoff bestehen und ein oder mehrere Abströmöffnungen
aufweisen. Der Gassack ist zumindest in dem Bereich, der an solche Abströmöffnungen
angrenzt, aus dem höherwertigeren
Material ausgebildet.
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Gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung wird der Bereich aus höherwertigerem
Material gemäß der folgenden
Regel festgelegt: Es wird zunächst
um den oder die aufgeblasenen Bereiche des Gassacks ein kleinstmöglicher
Quader gelegt. Eine erste Quaderseite wird definiert durch den Bereich des
Gassacks, der bei Aktivieren des Gassacks zuerst in Kontakt mit
in den Gassack einströmendem Gas
gerät.
Dies ist die Quaderseite, die den Abströmöffnungen eines Gasgenerators
oder eines Gasverteilers insgesamt am nächsten liegt. Als zweite Quaderseite
wird dann die Quaderseite definiert, die der ersten Quaderseite
gegenüber
liegt. Der Abstand zwischen der ersten Quaderseite und der zweiten Quaderseite
wird (z. B. in gleiche Teile) unterteilt und den Unterteilungen
werden Unterquader zugeordnet, die hinsichtlich ihrer übrigen Dimensionen
der Dimension des Hauptquaders entsprechen. Der Gassack besteht
nach dieser Festlegung in den Bereichen des Gassacks, die in dem
an die erste Quaderseite angrenzenden Unterquader ausgebildet sind, aus
dem höherwertigerem
Material.
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Der
Abstand zwischen der ersten und der zweiten Quaderseite ist dabei
beispielsweise in zwei Hälften
unterteilt, so dass dementsprechend Gassackmaterial, das sich in
der ersten Quaderhälfte
befindet, aus dem höherwertigeren
Material besteht. In einem anderen Beispiel wird der Abstand zwischen der
ersten Quaderseite und der zweiten Quaderseite in drei Drittel unterteilt
und besteht der Gassack in den Bereichen des Gassacks, der in dem
an die erste Quaderseite angrenzenden Quaderdrittel ausgebildet
ist, aus dem höherwertigerem
Material. Unabhängig
davon, in wie viele Unterquader der Quader unterteilt wird, liegt
das höherwertigere
Material stets in dem an die erste Quaderseite angrenzenden Unterquader,
da das höherwertigere
Material in dem Bereich des Gassacks ausgebildet ist, der bei Aktivieren des
Gassacks zuerst in Kontakt mit in den Gassack einströmendem Gas
gerät.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass die erfolgte Unterteilung in Unterquader
unabhängig
von der konkreten Form des Gassacks erfolgen kann. Eine solche Unterteilung
ist beispielsweise bei kugelförmigen
Luftsäcken
ebenso möglich
wie bei vorhangartigen Kopfgassäcken,
die sich zwischen der A- und der C-Säule oder D-Säule eines
Kraftfahrzeugs erstrecken. Bei kugelförmigen Luftsäcken grenzt
die erste Quaderseite dabei an den Bereich des Gassacks an, mit
dem der Gasgenerator oder ein Teil des Gasgenerators oder ein Gasverteiler
mit dem Gassack verbunden ist. Der davon am weitesten entfernt liegende,
gegenüberliegende
Punkt der Gassackbegrenzung liegt in der zweiten Quaderseite.
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Auch
wird darauf hingewiesen, dass es sich bei den Quadern und Unterquadern
um gedankliche Konstrukte handelt. Diese ermöglichen jedoch eine tatsächliche
Festlegung des Bereichs des höherwertigen
Materials, indem sie Volumina definieren, denen Bereiche des aufgeblasenen
Luftsacks zugeordnet werden können.
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Der
Bereich aus höherwertigerem
Material kann bezogen auf den aufgeblasenen Gassack noch weitergehend
eingeschränkt
werden, wobei zusätzlich
eine Einschränkung
in Bezug auf die parallelen Quaderseiten erfolgt, die einen größeren Abstand voneinander
aufweisen. Die parallelen Seiten, die einen kleineren Abstand voneinander
aufweisen, werden dagegen nicht weiter betrachtet. Zu den Quaderseiten,
die einen größeren Abstand
voneinander aufweisen, wird ausgehend von dem Bereich, in dem die Abströmöffnungen
einer Gasquelle oder eines Gasverteilers angeordnet sind, entlang
der ersten Quaderseite der Bereich wieder jeweils in beispielsweise eine
erste und eine zweite Hälfte
oder ein erstes und zwei weitere Drittel unterteilt. Die Hälfte oder
das Drittel, das auf beiden Seiten an den Bereich der Abströmöffnungen
angrenzt, besteht dabei aus dem höherwertigeren Material.
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Diese
weitere Eingrenzung kann wie folgt beschrieben werden: eine dritte
und eine vierte Quaderseite werden definiert als die parallelen
Seiten des Quaders, die von den verbleibenden Seiten des Quaders
den größeren Abstand
voneinander aufweisen. Der Abstand zwischen der dritten Quaderseite
und der vierten Quaderseite wird entlang der ersten Quaderseite
in mehrere Abschnitte und zugeordnete weitere Unterquader unterteilt,
wobei die weiteren Unterquader umfassen: einen mittleren weiteren
Unterquader, dem der Bereich des Gassacks zugeordnet ist, in dem
die Abströmöffnungen
eines Gasgenerators oder eines Gasverteilers angeordnet sind, und mehrere
weitere Unterquader, die sich von dem mittleren weiteren Unterquader
zu der dritten und vierten Quaderseite erstrecken. Der Gassack besteht
höchstens
in dem Bereich des Gassacks, der durch den Überschneidungsbereich zwischen
einerseits dem an die erste Quaderseite angrenzenden Unterquader und
anderseits dem mittleren weiteren Unterquader und mindestens zwei
an den mittleren weiteren Unterquader jeweils angrenzenden weiteren
Unterquadern gebildet ist, aus dem höherwertigeren Material.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Gassack in
zumindest einem Bereich, der aus einem niederwertigerem Material
besteht, Mittel zur Erhöhung
der Strukturfestigkeit auf. Solche Mittel zur Erhöhung der
Strukturfestigkeit können
des Weiteren in einem Verbindungsbereich zwischen dem niederwertigeren
Material und dem höherwertigerem
Material eingesetzt werden. Die Mittel zur Erhöhung der Strukturfestigkeit
sind dabei in einem Ausführungsbeispiel
als Verstärkung
eines Naht- oder
Fügebereichs
ausgebildet, der zwei Gassacklagen des Gassacks miteinander verbindet.
Bei den Naht- oder Fügebereichen
handelt es sich beispielsweise um eine Naht, wobei unter einer „Naht” nicht nur
eine Nähnaht,
sondern allgemein eine linienartige Verbindung, z. B. auch eine
Klebe- oder Schweißnaht,
verstanden wird. Die Mittel zur Erhöhung der Strukturfestigkeit
verstärken
insbesondere das niederwertigere Material im Naht- oder Fügebereich.
In einem Beispiel ist das niederwertigere Material in Form einer
Folie ausgebildet, die im Naht- oder Fügebereich durch ein reißfesteres
Material (etwa einem textilen Gewebe) verstärkt ist.
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Bei
der Naht handelt es sich beispielsweise um einen Abnäher zur
Bildung einer Gassackkammer. Allerdings muss die Naht zur Verbindung
des niederwertigeren Materials mit dem höherwertigeren Material natürlich nicht
gleichzeitig eine weitere Funktion haben (wie das Bilden einer Gassackkammer).
Sie kann auch ausschließlich
der Verbindung zwischen dem niederwertigeren Material und dem höherwertigerem
Material dienen.
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Ebenso
kann der Verbindungsbereich jedoch nahtlos ausgebildet sein, wozu
beispielsweise zwei Gassacklagen über eine Klebeschicht oder
sonstiges Verschweißen
miteinander verbunden sind. Auch in einem solchen Fall kann die
Naht beispielsweise zur Bildung eines Abnähers ausgebildet sein.
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Zur
Erhöhung
der Strukturfestigkeit des Naht- oder Fügebereichs sind unterschiedliche
Maßnahmen
möglich,
die auch in Kombination eingesetzt werden können.
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Beispielsweise
kann vorgesehen sein, dass der Naht- oder Fügebereich ein zusätzliches,
strukturfestes Material wie beispielsweise einen Nylonstreifen umfasst.
Weiter kann vorgesehen sein, dass der Naht- oder Fügebereich
eine zusätzliche Klebeschicht
und/oder Dichtungsschicht umfasst. Der Naht- oder Fügebereich
kann dabei sowohl zwischen den Gassacklagen verstärkt sein,
beispielsweise durch eine Klebe- und/oder Dichtungsschicht, und/oder
es kann eine Verstärkung
an der Außenseite
der Gassacklagen erfolgen.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
ist vorgesehen, dass mindestens ein Abnäher einen ersten Abschnitt
aufweist, der in dem Bereich des Gassacks aus höherwertigerem Material ausgebildet ist
und einen zweiten Abschnitt, der in dem Bereich des Gassacks aus
niederwertigerem Material ausgebildet ist. Der Abschnitt des Abnähers, der
in dem Bereich des Gassacks aus höherwertigerem Material ausgebildet
ist, gerät
bei einem Aktivieren des Gassacks zuerst in Kontakt mit in den Gassack
einströmendem
Gas. Aufgrund der Verwendung eines hochwertigeren Materials hält der Abnäher in dem
ersten Bereich den mechanischen und eventuell thermischen Belastungen
stand, die der Gasstrahl unmittelbar hinter der Abströmöffnung bewirkt.
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Weiter
kann vorgesehen sein, dass mehrere solche Abnäher einen oder mehrere Gassackkammern
bilden. Jede Kammer besteht dabei aus Teilbereichen aus unterschiedlichen
Materialen.
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Die
Bereiche des Gassacks, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen,
sind in einer Ausgestaltung über
einen Verbindungsbereich miteinander verbunden, der beispielsweise
im Wesentlichen gradlinig oder bogenförmig ausgebildet ist. Die Art der
Verbindung der einzelnen Bereiche, die aus unterschiedlichen Materialien
bestehen, kann dabei vielfältiger
Natur sein. In Abhängigkeit
von den verwendeten Materialien kommen insbesondere ein Nähen, ein
Kleben, ein Schweißen,
ein Lasern und ein Vulkanisieren, also ein „Bonding” jeder Art in Frage. Der Verbindungsbereich
kann dabei derart ausgelegt sein, dass er auf Scherung oder Schalung
belastbar ist.
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In
Ausführungsbeispielen
der Erfindung weist der Gassack eine erste Gewebelage und eine zweite
Gewebelage auf, die beispielsweise eine dem Fahrer zugewandte Gewebelage
und eine dem Fahrer abgewandte Gewebelage, beispielsweise bei einem
Kopfairbag oder einem Frontairbag, ausbilden. In einer Ausgestaltung
der Erfindung ist dabei vorgesehen, dass beide Gewebelagen miteinander
verbundene Bereiche aus unterschiedlichen Materialien aufweisen.
Grundsätzlich
ist es aber auch denkbar, dass nur eine der Gewebelagen Bereiche
aus unterschiedlichen Materialien aufweist. Beispielsweise ist denkbar,
dass lediglich die dem Fahrer zugewandte Gewebelage aus Bereichen
aus unterschiedlichen Materialien besteht. Beispielsweise könnte vorgesehen
sein, dass der Gewebebereich, mit dem der Fahrzeuginsasse in Kontakt
gerät,
aus einem Stoff mit Oberflächeneigenschaften
besteht, die eine Verletzungsgefahr des Fahrzeuginsassen beim Aufprall auf
den Gassack reduzieren.
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Wie
bereits erwähnt,
ist die Erfindung in Verbindung mit beliebigen Gassäcken realisierbar.
Eine Einsatzfähigkeit
besteht beispielsweise für
Kopfairbags, Seitenairbags und Frontalairbags.
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Es
ist für
die Erfindung des weiteren nicht wesentlich, auf welche Art und
Weise der Gassack aus einem oder mehreren Gassackzuschnitten hergestellt
ist. Die folgenden beiden Ausgestaltungen hierzu sind daher nur
beispielhaft zu verstehen. In einer Ausgestaltung ist vorgesehen,
dass der Gassack zwei im Querschnitt U-förmig gefaltete Bereiche aufweist,
die aus unterschiedlichen Materialien bestehen, und die an ihren
offenen Enden miteinander verbunden sind. Die geschlossenen Enden
bilden dabei beispielsweise eine Oberkante und eine Unterkante des
Gassacks. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass eine
Verbindungsnotwendigkeit lediglich im Bereich der offenen Enden
(sowie ggf. an den Stirnseiten des Gassacks) besteht.
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In
einer anderen Ausgestaltung besteht der Gassack aus zwei Gewebelagen,
die an ihrem Umfang miteinander vernäht sind. Zusätzlich zu
der Umfangsnaht bestehen Verbindungsbereiche zur Verbindung der
Bereiche aus unterschiedlichen Materialien.
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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 schematisch
in Seitenansicht einen Ausschnitt eines Gassacks, der zwei Bereiche
aus unterschiedlichem Material und einen diese verbindenden Verbindungsbereich
aufweist;
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2 einen
Schnitt durch den Gassack der 1 entlang
der Linie I-I in einer ersten Ausführungsvariante;
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3 einen
Schnitt durch den Gassack der 1 entlang
der Linie I-I gemäß einer
zweiten Ausführungsvariante;
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4 ein
erstes Ausführungsbeispiel
der Ausbildung des Verbindungsbereiches des Gassacks der 1;
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5 ein
zweites Ausführungsbeispiel
des Verbindungsbereiches des Gassacks der 1;
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6–19 in
Querschnittsansicht und schematisch mehrere Ausführungsformen einer lokalen
Strukturfestigkeitserhöhung
eines Naht- oder Fügebereichs,
wobei die dargestellten Strukturen beispielsweise entlang der Linie
II-II der 1 ausgebildet sind;
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20 ein
Ausführungsbeispiel
eines Gassacks eines Kopfairbagmoduls, der sich entlang der seitlichen
Fensterfront entfaltet, wobei über
die aufgeblasenen Bereiche des Gassacks als ein kleinstmöglicher
Quader gelegt ist;
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21 den
Quader der 20, aufgeteilt in drei horizontale
Unterquader, die sich zwischen einer oberen Quaderseite zu einer
unteren Quaderseite erstrecken;
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22 den
Quader der 20 ohne weitere Unterteilung;
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23 den
Quader der 20, aufgeteilt in sieben vertikale
Unterquader, die sich zwischen einer linken Quaderseite zu einer
rechten Quaderseite erstrecken;
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24 den
Quader der 20 sowie einen Unterquader,
der aus der Schnittmenge des obersten Quaders der 21 und
des mittleren Quaders sowie der beiden ersten Quader der 23 gebildet
ist;
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25 den
Quader der 20 und den ersten Quader der 21;
und
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26 einen
kugelförmigen
Gassack und einen um den kugelförmigen
Gassack gelegten kleinstmöglichen
Quader.
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Die 1 zeigt
in Seitenansicht einen Ausschnitt eines Gassacks 100 einer
Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung. Der Gassack weist einen ersten
Bereich 110a aus einem höherwertigeren Material, einen
zweiten Bereich 130a aus einem niederwertigeren Material
und einen dazwischen liegenden Übergangsbereich 120a auf.
Der erste Bereich 110a weist eine obere Längskante 111 und
eine untere Längskante 112a,
der zweite Bereich 130a weist eine obere Längskante 131a und
eine untere Längskante 132 auf.
Der Bereich 110a aus höhenwertigerem
Material besteht beispielsweise aus Polyamid-Gewebe (Nylon). Der Bereich 130a aus
niederwertigerem Material besteht beispielsweise aus Polyethylen-Gewebe
oder einer Folie, beispielsweise aus Mylar®. Mylar® ist
eine Folie, die sich durch hohe Zugfestigkeit, mechanische, thermische
und chemische Stabilität
sowie ein geringes Gewicht auszeichnet.
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Angrenzend
an die obere Längskante 111 bildet
der Gassack 100 einen sich längs erstreckenden Aufnahmebereich 115 aus,
der der Aufnahme eines Gasverteilers (nicht dargestellt) dient.
Der Gasverteiler besteht beispielsweise aus einem Gewebe, aus Metall
oder aus Kunststoff. Er kann eine längliche Form aufweisen und
besitzt ein oder mehrere Abströmöffnungen, über die
der Gasverteiler in einer Gasquelle erzeugtes Gas in einzelne Kammern 180 des
Gassacks 100 leitet. Derartige Gasverteiler sind dem Fachmann
bekannt. Alternativ kann vorgesehen sein, dass eine Gasquelle, beispielsweise
ein Rohrgasgenerator, teilweise oder vollständig selbst in dem Gassack 100 angeordnet
ist und sein Gas über Abströmöffnungen
in den Bereich 115 verteilt.
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In
dem ersten Bereich 110a sind des Weiteren eine Mehrzahl
von kreisförmigen
Abnähern 150 angeordnet,
die jeweils eine erste Gassacklage und eine zweite Gassacklage des
Gassacks 100 miteinander verbinden und dabei den Gassack 100 in
seiner Ausdehnung im Falle der Aktivierung begrenzen. Auf den Aufbau
des Gassacks 100 aus einer ersten und einer zweiten Gassacklage
wird in Bezug auf die 2 und 3 weitergehend
eingegangen werden.
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Der
Gassack 100 weist des Weiteren Abnäher 140 auf, die ebenfalls
die erste und die zweite Gassacklage miteinander verbinden und im
dargestellten Ausführungsbeispiel
im Wesentlichen vertikal verlaufen. Die Abnäher 140 bilden zwischen
sich die Gassackkammern 180 aus, die im Auslösefall mit einströmendem Gas
befüllt
und aufgeblasen werden.
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Die
Abnäher 140 erstrecken
sich dabei von dem ersten Bereich 110a aus höherwertigerem
Material bis in den zweiten Bereich 130a aus niederwertigerem
Material. Sie umfassen dementsprechend einen Abschnitt 141,
der ausgehend von den kreisförmigen
Abnähern 150 in
dem ersten Bereich 110a verläuft und einen zweiten Abschnitt 142,
der in dem zweiten Bereich 130a verläuft.
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In
dem Übergangsbereich
oder Verbindungsbereich 120a sind der erste Bereich 110a und der
zweite Bereich 130a miteinander verbunden. Der Verbindungsbereich 120a ist
im dargestellten Ausführungsbeispiel
im Wesentlichen gradlinig ausgeführt.
Er kann jedoch ebenfalls gekrümmt
ausgebildet sein, beispielsweise unter Verwendung großer Krümmungsradien.
Beispiele für
die Ausgestaltung des Verbindungsbereiches 120 sind in
den 4 und 5 dargestellt und werden anhand
dieser Figuren erläutert.
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Wie
der 1 des weiteren zu entnehmen ist, ist das niederwertigere
Material im Bereich des zweiten Abschnitt 142 des Abnähers 140 mit
einer Verstärkung 160 versehen.
In Bereich der Gassackkammern 180 ist dagegen eine solche
Verstärkung nicht
vorgesehen. Die Verstärkung 160 dient
der Sicherung des niederwertigeren Materials im Bereich der Naht 142 bei
Belastung im Aufblasfall. Aufgrund der Verwendung eines niederwertigeren
Materials für das
Gassackgewebe des zweiten Bereichs 130a wird die Naht 142 somit
zusätzlich
gesichert. Beispiele für die
Ausgestaltung der Naht 142 und des Verstärkungsbereichs 160 sind
in den 6 bis 19 dargestellt.
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Der
in der 1 dargestellte Gassack 100 ist beispielsweise
ein Kopfgassack. Der Gassack 100 ist für diesen Fall im Bereich seiner
oberen Kante 111 an der Dachkante eines Fahrzeugs befestigt.
Er erstreckt sich im aufgeblasenen Zustand von der A-Säule bis
zur C- oder D-Säule
und entfaltet sich entlang der seitlichen Fensterfront. Die in der 1 dargestellten
Kammern 180 sind dabei lediglich schematisch dargestellt.
Sie können
eine unterschiedliche Größe und Abweichungen
von dem dargestellten rein senkrechten Verlauf besitzen.
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Die
in der 1 dargestellte Bildung des Gassacks 100 aus
unterschiedlichen Materialien, wobei unterschiedliche, miteinander
verbundene Bereiche 110a, 130a eine oder mehrere
Gassackkammern 180 bilden, kann in entsprechender Weise
jedoch auch an beliebigen anderen Gassäcken realisiert sein, beispielsweise
einem Seitengassack, einem Frontgassack, einem Kniegassack oder
auch einem an der Außenhaut
eines Kraftfahrzeugs angeordneten Gassack für einen Fußgängerschutz. Auch eignet sich
der genannte Aufbau in entsprechender Weise für einen Motorradgassack.
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Die 2 zeigt
einen Schnitt durch den Gassack 100 der 1 entlang
der Linie I-I. Danach besteht der Gassack aus zwei im Querschnitt
U-förmig gefalteten
Bereichen. Der eine Bereich wird durch den Bereich 110a der 1 und
einen entsprechenden Bereich 110b auf der anderen Seite
des Gassacks gebildet. Die beiden Seiten 110a, 110b sind durch
die obere Längskante 111 voneinander
getrennt. Der andere Bereich wird durch den Bereich 130a der 1 und
einen entsprechenden Bereich 130b auf der anderen Seite
des Gassacks gebildet. Die beiden Seiten 130a, 130b sind
durch die untere Längskante 132 voneinander
getrennt. Die obere Kante 111 und die untere Kante 132 sind
dabei durch den Wendepunkt des jeweiligen U-förmig gefalteten Bereichs definiert.
Die U-förmig
gefalteten Bereiche 110a, 110b, 130a, 130b bestehen
aus einem höherwertigeren
Material und einem niederwertigerem Material und sind an ihren offenen
Enden miteinander verbunden. Die Verbindung erfolgt jeweils in Verbindungsbereichen 120a, 120b über eine
Naht 170a, 170b.
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Die
Schnittdarstellung der 2 zeigt gleichzeitig eine erste
und eine zweite Gassacklage 101a, 101b, die den
Gassack 100 bildet. Die erste Gassacklage 101a wird
durch die in der 1 dem Betrachter zugewandten
Bereiche des Gassacks gebildet, nämlich die Bereiche 110a, 120a, 130a.
Die zweite Gassacklage 101b wird durch die in der 1 dem
Betrachter abgewandten Bereiche 110b, 120b, 130b gebildet,
die identisch den Bereichen 110a, 120a, 130a ausgebildet
sind. Die erste Gassacklage 101a und die zweite Gassacklage 101b bestehen
dabei beide aus Bereichen 110a, 110b höherwertigeren Materials
und 130a, 130b niederwertigeren Materials.
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Die
erste Gassacklage 101a bildet beispielsweise die im aufgeblasenen
Zustand einem Fahrzeuginsassen zugewandte Gassacklage eines Kopfgassacks.
Die zweite Gassacklage 101b bildet beispielsweise die im
aufgeblasenen Zustand der seitlichen Fensterfront und der Seitenstruktur
zugewandte Gassacklage des Gassacks.
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Die 3 zeigt
einen Querschnitt durch einen in alternativer Weise ausgebildeten
Gassack. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel
der 2 besteht der Gassack aus einer vorderen Gassacklage 101a' und einer hinteren
Gassacklage 101b',
die in ihrem oberen und unteren Randbereich mittels einer Naht 171', 172 miteinander
verbunden sind. Sowohl die vordere Gassacklage 101a' als auch die
hintere Gassacklage 101b' sind
aus einem Bereich 110a', 110b' höherwertigeren
Materials und einem Bereich 130a', 130b' niederwertigeren Materials gebildet.
Ansonsten entspricht der Aufbau dem Aufbau der 2.
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Die 4 und 5 zeigen
Ausführungsbeispiele
für die
Verbindung zweier Gassackbereiche aus unterschiedlichem Material.
Bei der Ausgestaltung der 5 sind entsprechend
der Ausgestaltung der 1 ein Bereich 110a höhenwertigeren
Materials, eine Verbindungsbereich 120a und ein Bereich 130a minderwertigeren
Materials für
eine Gassacklage 101a dargestellt. Die andere Gassacklage 101b ist
als aus einem einheitlichen Material bestehend dargestellt. Dies
erfolgt jedoch nur zur Vereinfachung der zeichnerischen Darstellung.
Bevorzugt ist auch die Gassacklage 101b entsprechend der
ersten Gassacklage ausgebildet. Gleiches gilt für die zweite Gassacklage 101b'' der 4.
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Gemäß der 5 sind
im Übergangsbereich 120a die
Enden 131a, 112a der jeweiligen Bereiche 130a, 110a in
der Ebene des jeweiligen Bereichs 130a, 110a angeordnet
und an einer Fügestelle 170a miteinander
verbunden. Die Fügestelle 170a ist
beispielhaft als Naht dargestellt. Die Verbindung kann aber auch über ein
Kleben, Schweißen,
Lasern, Vulkanisieren, etc., erfolgen. Die Naht 170a ist
lediglich optional. Entsprechend der dargestellten Anordnung ist
der Verbindungsbereich 120a auf Scherung belastbar, d.
h. die Verbindung ist in Bezug auf parallel zu den Hauptlagen 101a, 101b wirkende
Kräfte
belastbar.
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Bei
der Ausgestaltung der 4 sind die Enden 131a'', 112a'' der
jeweiligen Bereiche 130a'', 110a'' abgewinkelt und über Verbindungsbereich 175'' verbunden, der wiederum beispielsweise
als Naht ausgebildet ist. Der Verbindungsbereich 120a'' ist bei dieser Ausgestaltung auf
Schalung belastbar, d. h. in Bezug auf Kräfte, die senkrecht zu der Erstreckungsebene
der Hauptlagen 101a'', 101b'' wirken.
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In
Ausführungsvarianten
ist vorgesehen, Nähte
oder andere Fügestellen,
die sich in einem Bereich des Gassacks befinden, der aus einem niederwertigeren
Material besteht, durch Mittel zur Erhöhung der Strukturfestigkeit
lokal zu verstärken.
Beispiele für
eine solche Verstärkung
sind die Naht 142 des Abnähers 140 der 1 und
die Fügestellen 170a, 175'' der Verbindungsbereiche 120a, 120a'' der 4 und 5.
Die 6 bis 19 zeigen Beispiele für eine solche
Strukturfestigkeitserhöhung.
Eine solche stellt sicher, dass auch bei der Verwendung eines niederwertigeren
Materials besonders belastete Bereiche wie Nähte sicher vor einem Reißen, einem
Gasdurchtritt oder einer Beschädigung
geschützt
werden.
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Es
werden in den 6 bis 19 jeweils zwei
Hauptlagen 130a, 130b aus einem niederwertigerem
Material betrachtet, die über
eine Fügestelle 142 miteinander
verbunden sind. Eine mögliche
Realisierung erfolgt durch die Verstärkungsbereiche 160 der 1,
wobei die 6 bis 19 in
diesem Fall Schnittdarstellungen entlang der Linie II-II der 1 darstellen.
Entsprechende Strukturen können jedoch
auch in anderem Kontext und an anderer Stelle eingesetzt werden.
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Die
Hauptlagen 130a, 130b bestehen beispielsweise
aus einer hochfesten Folie wie z. B. Mylar®. Der
zwischen den Hauptlagen 130a, 130b dargestellte
Abstand ist lediglich für
eine verbesserte zeichnerische Darstellung vorgesehen. Tatsächlich liegen
die Hauptlagen 130a, 130b nach ihrer Fügung zumindest
im Fügebereich
unmittelbar aneinander an.
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Gemäß der 6 sind
die Hauptlagen 130a, 130b über eine Naht 142 miteinander
verbunden. Auf der Außenseite
der Hauptlagen 130a, 130b ist im Bereich der Naht
jeweils eine Dichtungsschicht 161a, 161b vorgesehen.
Bei der Dichtungsschicht kann es sich beispielsweise um eine Silikonbeschichtung handeln.
Die Dichtungsschicht sorgt dafür,
dass bei einer Belastung der Naht kein Gasdurchtritt im Bereich
der Naht erfolgt.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
der 7 sind jeweils an der Außenseite der jeweiligen Schicht 130a, 130b sowohl
eine Dichtungsschicht 161a, 161b als auch eine
Klebeschicht 162a, 162b vorgesehen. Die Klebeschicht
ist dabei hinsichtlich ihrer Eigenschaften an das Material der Hauptschicht 130a, 130b angepasst,
so dass eine feste Verbindung zwischen der Hauptschicht und der
Dichtungsschicht vorliegt.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
der 8 sind als Verstärkung der Naht 142 ein
strukturfestes Material 163a, 163b, eine Dichtungsschicht 161a, 161b und
eine Klebeschicht 162a, 162b vorgesehen. Bei dem
strukturfesten Material handelt es sich z. B. um einen Gewebestreifen
aus einem höherwertigeren Material,
beispielsweise aus Nylon. Dieser wirkt als Kraftverteiler für auftretende
Kräfte.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass die Dichtungsschicht 161a, 161b und
die Klebeschicht 162a, 162b auch als eine Schicht
ausgebildet sein können, in
Abhängigkeit
von den verwendeten Materialien. So kann eine Klebeschicht ggf.
auch eine Dichtungsfunktion übernehmen.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
der 9 ist lediglich ein strukturfestes Material 163a, 163b als Verstärkung vorgesehen.
Bei dem Ausführungsbeispiel
der 10 ist das strukturfeste Material 163a, 163b über eine
Klebeschicht 162a, 162b mit der jeweiligen Hauptschicht 130a, 130b verbunden.
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Die 11 zeigt
eine Verbindung der beiden Gassacklagen 130a, 130b lediglich
mit einer Naht 142, ohne zusätzliche Hilfsmaterialien.
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Bei
der 12 befindet sich eine Klebeschicht 164 zwischen
den beiden Gassacklagen 130a, 130b. Bei der Ausgestaltung
der 13 ist die zwischen den beiden Lagen 130a, 130b befindliche Schicht
in eine Klebeschicht 164a, 164b und eine Dichtungsschicht 165 unterteilt.
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Bei
der 14 befindet sich eine Dichtungs- und/oder Klebeschicht 165 zwischen
den beiden Gassacklagen 130a, 130b. Darüber hinaus
ist auf der Außenseite
jeweils ein strukturfestes Material 163a, 163b vorgesehen.
Bei der 15 ist zwischen dem strukturfesten
Material 163a, 163b und der Gassacklage 130a, 130b zusätzlich eine
Klebeschicht 162a, 162b vorgesehen.
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Die 16 zeigt
ein Ausführungsbeispiel, bei
dem eine Fügestelle
ohne eine Naht realisiert ist. Zwei Gassacklagen 130a, 130b sind
lediglich über eine
Klebeschicht 164 miteinander verbunden. Bei der 17 ist
die zwischen den Lagen 130a, 130b befindliche
Schicht in eine Klebeschicht 164a, 164b und eine
Dichtungsschicht 165 unterteilt.
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Bei
der 18 erfolgt eine direkte Verbindung der beiden
Lagen 130a, 130b in einem Verbindungsbereich 143,
wobei die Verbindung ohne ein Hilfsmaterial erfolgt, beispielsweise
durch Schweißen
oder andere thermische Verfahren.
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19 zeigt
eine Verbindungsstelle 143 gemäß der 18, wobei
auf der Außenseite
der jeweiligen Gewebelage 130a, 130b des Weiteren
ein strukturfestes Material 163a, 163b und eine
Klebeschicht 162a, 162b zur weiteren Strukturverstärkung angeordnet
sind.
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Die 20 bis 25 betreffen
eine Aufteilung eines beispielhaften Gassacks zur definierten Festlegung
desjenigen Bereichs des Gassacks, der aus einem höherwertigeren
Material gebildet ist. Dabei wird derjenige Teil eines Gassacks
betrachtet, der aufblasbar ist und hierzu eine oder mehrere aufblasbare
Gassackkammern ausbildet.
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Das
Ausführungsbeispiel
der 20 zeigt schematisch einen Kopfgassack 200,
der sich zwischen der A-Säule
bis zur C- oder D-Säule
eines Kraftfahrzeuges erstreckt. Der Gassack weist eine vordere
Gassackkammer 210 und eine hintere Gassackkammer 220 auf,
die durch einen Verbindungsbereich 230 miteinander verbunden
sind. Zwischen den beiden Bereichen 210, 220 befindet
sich ein im Wesentlichen rechteckiger Bereich 240, in dem
der aufgeblasene Gassack 200 kein Gassackmaterial aufweist
oder sich nicht aufbläst.
Im mittleren Bereich 230 weist der Gassack 200 einen
schematisch dargestellten Gasverteiler 250 mit einer Einführöffnung für das Ende
eines Gasgenerators 260 aus. Der Gasgenerator 260 ragt
dabei mit einem Abschnitt 261, der eine Mehrzahl von Gas-Abströmöffnungen
umfasst, in die Einführöffnung des
Gasverteilers 250 hinein. Im Auslösefall erzeugt der Gasgenerator 260 Gas,
das in den Gassack 200 einströmt. Der Gasverteiler 250 weist
dabei gegenüberliegende
Abströmbereiche 251, 252 auf,
von denen aus das Gas in die erste Kammer 210 und die zweite
Kammer 220 strömt.
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Dabei
kann alternativ vorgesehen sein, dass das Gas vom Gasgenerator 260 und
dessen Abströmöffnungen
direkt in den Gassack 200 einströmt, ohne die Verwendung eines
Gasverteilers.
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Wie
bereits besprochen, ist das Gassackmaterial in den Bereichen des
Gassacks 200, die an die Abströmöffnungen 251, 252 angrenzen,
hohen mechanischen und eventuell auch thermischen Belastungen ausgesetzt,
so dass ein hochwertiges Material einzusetzen ist. Der Bereich,
in dem ein hochwertiges Material zur Bildung des Gassacks 200 eingesetzt
wird, kann dabei wie folgt definiert werden.
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Um
die aufgeblasenen Bereiche 210, 220, 230 des
Gassacks 200 wird ein kleinstmöglicher Quader 300 gelegt.
Gemäß der 22,
die allein den Quader 300 zeigt, weist der Quader eine
erste Quaderseite 310 auf. Die erste Quaderseite 310 ist
durch die Seite des Quaders 300 definiert, die den Abströmöffnungen 251, 252 des
Gasverteilers 250 (oder eines Gasgenerators) insgesamt
am nächsten kommt.
Eine zweite Quaderseite 320 wird definiert als die der
ersten Seite 310 gegenüberliegende
Seite. Eine dritte und eine vierte Quaderseite werden durch die
parallelen Seiten 330, 340 definiert, die einen
kleineren Abstand voneinander aufweisen. Eine fünfte und eine sechste Quaderseite
werden durch die parallelen Seiten 350, 360 des
Quaders 300 definiert, die einen größeren Abstand voneinander aufweisen.
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Es
wird nun zunächst
gemäß der 21 der Abstand
zwischen der ersten Quaderseite 310 der zweiten Quaderseite 320 in
Unterquader unterteilt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind 3 Unterquader 300a, 300b, 300c vorgesehen,
die sich lediglich hinsichtlich ihrer vertikalen Erstreckung von
dem Gesamtquader 300 unterscheiden.
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In
einer ersten Variante wird als der Bereich des Gassacks 200,
der aus höherwertigerem
Gassackmaterial gebildet ist, derjenige Bereich des Gassacks 200 definiert,
der sich innerhalb des oberen Unterquaders 300a befindet,
der sich an die erste Quaderseite 310 anschließt. In anderen
Ausgestaltungen der Erfindung kann der gedankliche Quader in anderer
Weise in vertikaler Richtung unterteilt werden. Beispielsweise können lediglich
zwei Unterquader vorgesehen sein. Der Bereich des Gassacks mit höherwertigerem
Material würde
sich in dem oberen dieser beiden Quader befinden. Auch kann natürlich eine
feinere vertikale Unterteilung vorgenommen werden.
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Die 25 zeigt
das Ergebnis, wenn lediglich eine vertikale Unterteilung vorgenommen
wird. Über
den gedanklich definierten Bereich 300a kann ein Gassackbereich,
der aus einem höherwertigeren Material
besteht, definiert werden, indem festgelegt wird, dass beim aufgeblasenen
Gassack 200 höchstens
die Bereiche, die sich in dem gedanklichen Quader 300a befinden,
aus dem höherwertigeren
Material gebildet sind. Die übrigen
Bereiche bestehen aus einem niederwertigeren Material. Der Bereich 300a gibt
somit den maximalen Erstreckungsbereich des höherwertigeren Materials bezogen
auf den aufgeblasenen Gassack an.
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Zur
weiteren Reduzierung des Bereichs aus höherwertigerem Material und
damit weiteren Kostenersparnis kann des Weiteren der Bereich zwischen der
fünften
Quaderseite 350 und der sechsten Quaderseite 360 in
Unterquader unterteilt werden.
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Entsprechende
vertikal verlaufende Unterquader 300d bis 300j sind
in der 23 dargestellt. Dabei wird ein
mittiger vertikaler Unterquader 300d durch den Erstreckungsbereich
des Gasverteilers 250 entlang der ersten Quaderseite 310 definiert.
Daran anschließend
wird der verbleibende Bereich zur fünften und zur sechsten Quaderseite 350, 360 hin
in eine bestimmte Anzahl von weiteren vertikalen Unterquadern, im
dargestellten Ausführungsbeispiel
jeweils drei Unterquader 300e bis 300g und 300h bis 300j unterteilt.
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Gemäß der 24 wird
als weiterer Quader 300k die Schnittmenge zwischen einerseits
dem horizontalen Unterquader 300a und andererseits dem mittigen
vertikalen Unterquader 300d und den an diesen angrenzenden
Unterquadern 300e und 300h definiert. Der Unterquader 300k umfasst
den Bereich des Gassacks, der bei Aktivieren des Gassacks als erstes
in Kontakt mit in den Gassack einströmendem Gas gerät. Die Konstruktionsregel
lautet dabei, dass der Gassack im aufgeblasenen Zustand derart ausgestaltet
ist, dass sich Bereiche aus höherwertigerem
Material nur innerhalb des durch den Quader 300k vorgegebenen
Bereichs befinden.
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In
der 26 wird anhand eines weiteren Ausführungsbeispiels,
bei dem ein Gassack 400 im wesentlichen oder näherungsweise
kugelförmig
ausgebildet ist, aufgezeigt, dass die oben erläuterte Konstruktionsregel auch
für einen
anders geformten Gassack einsetzbar ist.
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Um
den aufgeblasenen Gassack 400 ist ein Quader 500 gelegt,
der bei einer Kugelform des Gassacks 400 den Grenzfall
des Kubus einnimmt. Eine erste Kubusfläche 510 wird definiert
durch die Fläche,
die einer Abströmöffnung eines
Gasgenerators 260 (oder eines Gasverteilers) am nächsten ist.
Dabei ist im Gassack 400 eine Einblasöffnung 410 vorgesehen,
die in oder benachbart der ersten Kubusfläche 510 liegt. Eine
zweite Kubusfläche 520 wird
als der der ersten Kubusfläche 510 gegenüberliegende Fläche definiert.
In dieser zweiten Kubusfläche 520 liegt
der am weitesten von der Einblasöffnung 410 entfernte
Punkt 420 des Gassacks 400.
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Der
Abstand zwischen den beiden Kubusflächen 510, 520 wird
unterteilt und den Unterteilungen werden Unterquader 500a, 500b zugeordnet.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel
erstreckt sich der Unterquader 500a entlang eines Drittels
des Abstandes zwischen den Kubusflächen 510, 520.
Der Unterquader 500b umfasst dagegen zwei Drittel des Abstandes
zwischen den Kubusflächen 510, 520.
Das höherwertigere
Material des Gassacks 400 befindet sich in dem Bereich 430 des Gassacks,
der innerhalb des Unterquaders 500a angeordnet ist. Der
Gassack ist in dem Bereich 440, der innerhalb des Unterquaders 500b angeordnet
ist, dagegen aus einem niederwertigeren Material gebildet. Die Bereiche 430, 440 sind über einen
nicht dargestellten Verbindungsbereich miteinander verbunden.
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Der
Bereich des Gassacks, der aus einem höhenwertigeren Material besteht,
kann auch bei einem kugelförmigen
oder näherungsweise
kugelförmigen
Gassack 400 weiter eingeschränkt werden, beispielsweise
entsprechend den 23 und 24 oder,
was sich bei einem kugelförmigen
Gassack anbietet, durch das gedankliche Anlegen eines Zylinders
eines bestimmten Durchmessers (der beispielsweise ein Drittel der
Kantenlänge
des Kubus 500 beträgt)
um die Achse, die durch die „Pole” 410, 420 gebildet
wird. Die Schnittmenge des Unterquaders 500a mit dem Inneren
eines solchen Zylinders definiert dann den Bereich höherwertigeren
Materials.
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Die
Erfindung beschränkt
sich in ihrer Ausgestaltung nicht auf die vorstehend dargestellten
Ausführungsbeispiele,
die lediglich beispielhaft zu verstehen sind. Insbesondere sind
die dargestellten Geometrien des Gassacks, der Nähte und der Verbindungsbereiche
lediglich beispielhaft zu verstehen. Gleiches gilt für die verwendeten
Materialien. Auch wird darauf hingewiesen, dass der Gassack statt
aus zwei unterschiedlichen Materialien auch aus drei oder mehreren
unterschiedlichen Materialien ausgebildet sein kann, wobei jeder
Bereich des Gassacks hinsichtlich des verwendeten Materials den
lokalen Beanspruchungen angepasst ist.