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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Airbagmodul mit einem Luftsack und einer Hülle zur Abstützung des Luftsacks bei Befüllung, ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Airbagmodul sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Airbagmoduls.
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Bei herkömmlichen Airbagmodulen ist der gefaltete Luftsack in einem Ausgangszustand in einem Gehäuse, beispielsweise hinter einer Beifahrerkonsole, aufgenommen. Bei Aktivierung wird er mit einem Fluid, insbesondere Gas, gefüllt und entfaltet sich in der Folge. Dabei stützt er sich in dem Gehäuse ab, um Abdeckklappen oder dergleichen zu öffnen und in den Fahrgastraum auszutreten, wo er auf ihn aufprallende Fahrzeuginsassen auffängt.
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Um Kosten, Gewicht und Bauraum zu reduzieren, kann der gefaltete Luftsack auch gehäuselos in einer an dem Fahrzeug befestigten flexiblen Hülle aufgenommen sein, die den Schusskanal nach unten verschließt, so dass sich der Luftsack bei Befüllung daran abstützt. Beispielsweise kann die Hülle an der Rückseite der Beifahrerkonsole befestigt sein und so bei Befüllung durch einen Gasgenerator als Widerlager für den Luftsack dienen, wie in der
DE 10 2006 057 503 A1 beschrieben.
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Kommt es bei Befüllung zu einem Riss dieser Hülle, kann dies zu einer verschlechterten Abstützung des Luftsacks und infolgedessen zu einer Beeinträchtigung oder einem Versagen der Entfaltung in den Fahrgastraum bzw. der Rückhaltefunktion führen. Wird die Hülle, um dies zu verhindern, entsprechend robust, insbesondere mehrlagig oder aus dickerem Gewebe hergestellt, erhöht dies nachteilig deren Kosten, Gewicht und Bauraum und mindert so die hiermit zu erreichenden Vorteile gegenüber herkömmlichen, gehäuseabgestützten Modulen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, wenigstens einen der erläuterten Nachteile zu vermindern oder zu eliminieren.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1, 10 bzw. 12 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, gezielt Rissstopbereiche bzw. Rissstopbarrieren, insbesondere durch Verstärkungen der flexiblen Hülle, vorzusehen, vorzugsweise an höher beanspruchten und/oder gefährdeten Bereichen. Damit kann einerseits ein Einreißen der Hülle oder eine Ausbreitung eines bereits vorhandenen Risses gehemmt, insbesondere verhindert bzw. gestoppt oder wenigstens verlangsamt werden. Auf der anderen Seite können durch den unverstärkten restlichen Basisbereich weiterhin vorteilhaft Kosten, Gewicht und/oder Bauraum eingespart werden.
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Solche Rissstoppbereiche sind bislang im Stand der Technik nur für den Luftsack selber beispielsweise aus der
DE 10 2005 019 228 A1 ,
DE 101 15 890 A1 ,
US 5, 275,434 B ,
US 6,283,507 B1 und
US 6,455,449 B1 bekannt, deren Offenbarungsgehalt insofern jeweils ausdrücklich in die vorliegende Anmeldung einbezogen wird, als alle dort genannten Merkmale zur Hemmung von Rissen einzeln oder in Kombination auch gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Hülle zur Abstützung des Luftsackes vorhanden sein können, beispielsweise dort genannte Materialien, Bindungsarten und/oder andere Verstärkungen. In einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist die Hülle aus Luftsackmaterial hergestellt.
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Ein erfindungsgemäßes Airbagmodul weist einen Luftsack und eine Hülle auf, an der der Luftsack sich abstützt, während er befüllt wird und/oder ist.
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Die Hülle wirkt somit als Widerlager gegen Reaktionskräfte auf den Luftsack, die beispielsweise während des Befüllens durch seine Trägheit, das eintretende Fluid und eine zu öffnende Schusskanalabdeckung, beispielsweise Klappen in einer Beifahrerkonsole, oder im befüllten Zustand insbesondere durch einen eintauchenden Fahrzeuginsassen, auf den Luftsack wirken, insbesondere entgegen seiner Austrittsrichtung aus einem Schusskanal.
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Dementsprechend muss eine Hülle den Luftsack in einem gefalteten Zustand nicht vollständig umhüllen, sondern schließt vorzugsweise insbesondere einen Schusskanal zu der von einem Fahrgastraum abgewandten Seite hin ganz oder teilweise ab. Gleichwohl kann sie den Luftsack auch vollständig umhüllen, um ihn beispielsweise vor Beschädigungen oder Umwelteinflüssen zu schützen. Dann weist sie vorzugsweise entsprechende Soll-Rissbereiche, beispielsweise Materialschwächungen oder Perforationen, zum Schusskanal hin auf.
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Die Hülle weist grundsätzlich einen Basisbereich auf, der beispielsweise aus Gewebe, Gewirke, Netz, Vlies und/oder Folie ein- oder mehrlagig hergestellt sein kann. Erfindungsgemäß weist die Hülle in diesem Basisbereich einen oder mehrere Rissstopbereiche bzw. -barrieren, insbesondere Verstärkungen, zur Hemmung, i. e. Verringerung oder Verhinderung, von sich im Basisbereich ausbreitenden Rissen auf. Dabei wird auch die Hemmung der Entstehung neuer Risse als Risshemmung bezeichnet.
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Solche Rissstopbereiche können vorzugsweise in höher belasteten und/oder gefährdeten Bereichen der Hülle vorgesehen sein. Beispielsweise werden Ränder und Befestigungsbereiche der Hülle, an denen sie an dem Kraftfahrzeug befestigt, beispielsweise eingeklemmt, verklebt oder verschraubt ist, aufgrund der Spannungskonzentrationen häufig besonders hoch belastet. Bereiche der Hülle, die mit scharfen Kanten, etwa der Konsole bzw. Armaturentafel oder Trägern, in Kontakt kommen können, sind häufig besonders gefährdet.
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Die Rissstopbereiche können regelmäßig in dem Basisbereich verteilt sein. Dies kann insbesondere die Fertigung erleichtern. Gleichermaßen können, gegebenenfalls in anderen Abschnitten des Basisbereich, die Rissstopbereiche auch unregelmäßig verteilt sein. Dies kann insbesondere besonders belasteten und/oder gefährdeten Abschnitten Rechnung tragen, aber auch die Ausbreitung heterogener oder fraktaler Rissmuster besser hemmen.
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Wenn die Hülle Gewebe, Gewirke, Netz und/oder Vlies aufweist, insbesondere hieraus besteht, kann ein Rissstopbereich Textilelemente, beispielsweise Fasern oder Fäden, insbesondere Kett- und/oder Schussfäden, aufweisen oder aus diesen bestehen, die anderes Material aufweisen oder aus anderem Material bestehen als Textilelemente des Basisbereichs, vorzugsweise einem Material mit höherer Reißfestigkeit. Insbesondere kann ein Textilelement eines Rissstopbereichs Aramid-, Carbon-, Glas-, Nylon- und/oder Polyesterfasern enthalten oder aus diesen bestehen.
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Zusätzlich oder alternativ können Textilelemente eines Rissstopbereichs eine andere Materialstärke, insbesondere einen anderen Faden- bzw. Faserdurchmesser aufweisen als Textilelemente des Basisbereichs der Hülle. Weisen die Textilelemente größere Materialstärken auf und ragen über Textilelemente des Basisbereichs hinaus, kann dies vorteilhaft auch diese Bereiche geringerer Materialstärke vor mechanischer Beanspruchung, beispielsweise Abrieb oder Beschädigung, schützen.
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Weiter zusätzlich oder alternativ können Textilelemente eines Rissstopbereichs in anderer Anzahl bzw.
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Dichte miteinander verbunden, beispielsweise verwoben, sein als im Basisbereich der Hülle. Insbesondere kann ein Rissstopbereich also durch eine höhere Fadendichte gekennzeichnet sein.
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Weiter zusätzlich oder alternativ können Textilelemente eines Rissstopbereichs mit einer anderen Bindungsart miteinander verbunden, beispielsweise verwoben, sein als im Basisbereich der Hülle, etwa Textilelemente eines Rissstopbereichs in einer von Leinwand-, Köper- oder Atlasbindung, und Textilelemente des Basisbereichs in einer anderen von Leinwand-, Köper- oder Atlasbindung.
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Insbesondere, wenn die Hülle eine Folie aufweist oder aus einer Folie besteht, kann ein Rissstopbereich eine oder mehrere zusätzliche Folienlagen gegenüber dem Basisbereich aufweisen. Gleichermaßen können in einem Rissstopbereich auch andere Folienmaterialien verwendet werden. Auch können Gewebe, Gewirke, Vliese bzw. Netzte in einem Rissstopbereich gegenüber dem Basisbereich mehrlagig ausgebildet sein.
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Ein Rissstopbereich kann ein oder mehrere stoff- und/oder formschlüssig mit dem Basisbereich verbundene Verstärkungselemente, insbesondere ein selbstklebendes Rissstopgewebe und/oder eine eingewebte Lage, etwa aus Silikon, aufweisen.
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Wie einleitend ausgeführt ist das Airbagmodul bevorzugt wenigstens teilweise gehäuselos. Darunter soll vorliegend insbesondere verstanden werden, dass sich der Luftsack beim Befüllen ausschließlich oder wenigstens teilweise an der Hülle abstützt, durch die er auch im gefalteten Zustand am Kraftfahrzeug, beispielsweise einer Beifahrerkonsole, befestigt sein kann.
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Zur Herstellung eines Airbagmoduls nach der vorliegenden Erfindung können Rissstopbereiche gleichermaßen bei der Herstellung der Hülle bzw. deren Basisbereichs mit hergestellt, beispielsweise dickere Fäden oder Fasern aus anderem Material eingewoben, und/oder nach der Herstellung der Hülle bzw. deren Basisbereichs hinzugefügt werden, indem beispielsweise Rissstopgewebe aufgeklebt wird.
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Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
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1 einen Teil einer Hülle eines Airbagsmoduls nach einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung im seitlichen Schnitt;
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2 einen Teil einer Hülle eines Airbagsmoduls nach einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung in 1 entsprechender Darstellung; und
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3 einen Teil einer Hülle eines Airbagsmoduls nach einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung in 1, 2 entsprechender Darstellung.
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1 zeigt einen Teil einer Hülle eines Airbagsmoduls nach einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung im Schnitt durch seine Wandung. Zur besseren Übersicht sind dabei nur die Kettfäden 1, 2 eines einlagigen Gewebes dargestellt, während die mit ihnen kreuzenden Schussfäden ausgeblendet sind.
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In regelmäßigen Abständen von beispielsweise 5 bis 8 mm sind an Stelle von Kettfäden 1 aus Polyamid eines Basisbereichs als Rissstop Kettfäden 2 mit größerem Durchmesser aus Aramid eingewebt. Insbesondere ist dadurch ein Rand- und Befestigungsbereich 5 (links in 1) verstärkt, mit dem die Hülle rückseitig an einer Beifahrerkonsole angeschlagen wird, um einen Luftsack bei Befüllung abzustützen (nicht dargestellt).
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Diese einfädrigen Rissstopbereiche 2 verhindern zum einen die Rissentstehung und stoppen auf der anderen Seite die Ausbreitung vorhandener Risse, i. e. ein Weiterreißen des Basisbereichs mit den Fäden 1, insbesondere von Kettfaden zu Kettfaden, i. e. in Schussfadenrichtung. Um eine Rissausbreitung diagonal oder quer hierzu besonders gut zu stoppen, können zusätzlich auch PA-Schussfäden des Basisbereichs durch dickerer Aramid-Schußfäden ersetzt sein (nicht dargestellt).
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In nicht dargestellten Abwandlungen können die als Rissstopbarriere dienenden Fäden 2 zwar aus Aramid hergestellt sein, jedoch in etwa den gleichen oder sogar geringeren Durchmesser aufweisen wie die PA-Fäden 1 des Basisbereichs oder ebenfalls aus Polyamid hergestellt sein und dafür einen größeren Durchmesser aufweisen, um jeweils die Reißfestigkeit zu erhöhen. An Stelle der regelmäßig voneinander beabstandeten Rissstop-Fäden 2 können diese auch unregelmäßig, insbesondere gehäuft in höher belasteten Bereichen wie dem Rand- und Befestigungsbereich 5 angeordnet sein.
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2 zeigt in entsprechender Darstellung einen Teil einer Hülle eines Airbagsmoduls nach einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
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Bei dieser Ausführung ist der Rand- und Befestigungsbereich (links in 2) als Rissstoppbereich 3 zweilagig aus den gleichen Kettfäden 1 hergestellt wie der einlagige Basisbereich. In einer strichliert angedeuteten Abwandlung kann hier beispielsweise eine Silikonlage 6 eingewoben sein.
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Ein anderer Bereich der Hülle, der infolge der Dehnung der Hülle beim Befüllen des Luftsacks in Kontakt mit einer scharfen Kante der Beifahrerkonsolenrückseite treten kann (nicht dargestellt), ist ebenfalls als Rissstopbereich 3' ausgebildet. Hierzu ist das Gewebe hier dreilagig ausgeführt. In einer nicht dargestellten Abwandlung können auch nur gleichartige Rissstoppbereiche, beispielsweise jeweils zwei zusätzliche Lagen, die durch Verweben formschlüssig mit dem Basisbereich verbunden sind wie im Rissstoppbereich 3', in gleichmäßigen Abständen angeordnet oder ungleichmäßig verteilt sein.
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3 zeigt in entsprechender Darstellung einen Teil einer Hülle eines Airbagsmoduls nach einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung. Im Gegensatz zu den vorgenannten Ausführungen, bei denen die Rissstoppbereiche 2 bzw. 3, 3' bereits bei der Herstellung des Basisbereiches durch Einweben anderer Fäden oder zusätzlicher Lagen urgeformt werden, wurden hier in den belasteten und gefährdeten Bereichen selbstklebende Rissstoppgewebe 4 („Ripstop”) durch Kleben stoffschlüssig mit dem Basisbereich verbunden. Vorteilhaft können so auch bereits vorhandene Risse, die etwa bei der Montage des Airbagmoduls im Fahrzeug entstanden sind, repariert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- PA-Kettfäden des Basisbereichs
- 2
- Aramid-Fäden (Rissstoppbereich)
- 3/3'
- zwei-/dreilagiger Rissstoppbereich
- 4
- Rissstop-Gewebe (Rissstoppbereich)
- 5
- Rand- und Befestigungsbereich
- 6
- Silikoneinlage
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006057503 A1 [0003]
- DE 102005019228 A1 [0008]
- DE 10115890 A1 [0008]
- US 5275434 B [0008]
- US 6283507 B1 [0008]
- US 6455449 B1 [0008]
