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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Ventileinrichtung für einen Airbag eines Kraftwagens gemäß Patentanspruch 1.
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Die
DE 10 2007 052 246 A1 offenbart einen Airbag für einen Kraftwagen, mit einer Stützstruktur, welche aus einer Aufbewahrungsposition in eine Rückhalteposition bewegbar ist. Der Airbag umfasst ferner eine Umhüllung, mittels welcher ein durch die Stützstruktur in der Rückhalteposition gebildetes Rückhaltevolumen des Airbags umgeben ist.
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Zur Darstellung einer besonders vorteilhaften Rückhaltefunktion dieses auch als Fachwerkbag bezeichneten Airbags ist es von Vorteil, wenn sich das Rückhaltevolumen bei der Bewegung der Stützstruktur in die Rückhalteposition schnell mit Luft, insbesondere mit Umgebungsluft, füllt. Dadurch kann die Stützstruktur im Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Kraftwagens schnell in die Rückhalteposition bewegt werden.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer Ventileinrichtung für einen Airbag eines Kraftwagens bereitzustellen, durch welches die Ventileinrichtung kostengünstig herstellbar ist und diese ein schnelles Einströmen von Luft in den Airbag ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen einer Ventileinrichtung für einen Airbag eines Kraftwagens mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Ventileinrichtung für einen Airbag eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, wird eine zumindest im Wesentlichen luftundurchlässige Folie in wenigstens einem Verbindungsbereich dieser mit einer zumindest bereichsweise in eine Strömungsrichtung luftdurchlässigen Trägerstruktur verbunden. Bei der Trägerstruktur handelt es sich beispielsweise um ein Gewebe, insbesondere ein Drehergewebe, welches ein besonders vorteilhaftes Durchströmen von Luft durch das Gewebe hindurch ermöglicht.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Folie erst zeitlich nach dem Verbinden mit der Trägerstruktur mit wenigstens einer Durchströmöffnung versehen. Die Durchströmöffnung ermöglicht es, dass Luft durch die Folie über die Durchtrittsöffnung hindurch strömen kann.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ein besonders definiertes und präzises Versehen der Folie mit der wenigstens einen Durchströmöffnung, da diese beim Ausbilden der Durchtrittsöffnung bereits mit der Trägerstruktur verbunden ist. So ist es möglich, die Folie zumindest bereichsweise besonders präzise relativ zu einem Werkzeug zum Ausbilden der Durchtrittsöffnung auszurichten und zu positionieren, ohne die Folie unerwünschter Weise relativ zu der Trägerstruktur zu bewegen. Dadurch kann auch insbesondere ein Strömungsquerschnitt der Durchtrittsöffnung, über welchen die Luft die Folie durchströmen kann, insbesondere hinsichtlich seiner Geometrie zumindest im Wesentlichen optimal ausgestaltet werden.
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Die Durchtrittsöffnung stellt mit ihrem Durchströmquerschnitt eine Ventilfläche dar, welche das Durchströmen der Folie durch Luft in die eine Strömungsrichtung ermöglicht. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann durch das Verbinden der Folie mit der Trägerstruktur und das erst zeitlich danach durchgeführte Ausbilden der Durchströmöffnung die Ventilfläche zumindest im Wesentlichen optimal genutzt werden. Dadurch weist die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Ventileinrichtung einen besonders hohen Wirkungsgrad auf, so dass eine besonders hohe Menge bzw. Masse an Luft in besonders kurzer Zeit durch die Folie bzw. die gesamte Ventileinrichtung hindurch und beispielsweise in ein Rückhaltevolumen des Airbags einströmen kann. Dadurch kann das Rückhaltevolumen des Airbags in einer besonders kurzen Zeit mit einer besonders hohen Menge an Luft gefüllt werden, so dass wenigstens ein Insasse eines Fahrgastraums des Kraftwagens bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung dieses mittels des Airbags besonders vorteilhaft aufgefangen, rückgehalten und so vor schwerwiegenden Verletzungen geschützt werden kann.
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Ferner ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine zeit- und dadurch kostengünstige Herstellung der Ventileinrichtung. Dadurch können die gesamten Kosten des Airbags in einem geringen Rahmen gehalten werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere auch eine solche Herstellung einer Ventileinrichtung ermöglicht, welche zumindest im Wesentlichen toleranzunempfindlich ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Folie in einem Endbereich eines zumindest im Wesentlichen kanalförmigen und in der zumindest einen Strömungsrichtung vor, das heißt stromauf, der auszubildenden Durchströmöffnung verlaufenden Kanalbereich der Folie mit der Durchtrittsöffnung versehen. Der Kanalbereich, welcher zeitlich vor dem Ausbilden der Durchströmöffnung verschlossen und damit luftundurchlässig ist, wird bevorzugt zeitlich vor dem Ausbilden der Durchtrittsöffnung, insbesondere zeitlich vor dem Verbinden der Folie mit der Trägerstruktur, ausgebildet. Dazu wird die Folie beispielsweise mittels einer Heizeinrichtung auf eine vorteilhafte Tiefziehtemperatur erwärmt und mittels eines Tiefziehwerkzeugs zumindest bereichsweise tiefgezogen. Dadurch wird der zumindest im Wesentlichen kanalförmige Kanalbereich ausgebildet, welcher zunächst noch verschlossen ist.
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Anschließend erfolgt das Verbinden der Folie mit der Trägerstruktur, woran sich das Versehen des Kanalbereichs mit der Durchtrittsöffnung anschließt. Dabei wird der Kanalbereich in dem Endbereich geöffnet, so dass Luft die Folie in der einen Strömungsrichtung über die Durchströmöffnung durchströmen kann. Beim Durchströmen der Folie durch Luft in die eine Strömungsrichtung weist der Kanalbereich zumindest im Wesentlichen eine Kanalform auf. Dadurch und in Zusammenwirken mit der Trägerstruktur ist ein so genanntes Schlauchventil geschaffen, welches das Durchströmen der Ventileinrichtung in die eine Strömungsrichtung in das Rückhaltevolumen des Airbags hinein ermöglicht.
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Trifft ein Insasse beispielsweise mit dessen Kopf auf das beispielsweise auch durch eine Stützstruktur des Airbags und die Ventileinrichtung zumindest bereichsweise begrenzte Rückhaltevolumen auf, so wird dadurch eine Erhöhung eines in dem Rückhaltevolumen herrschenden Innendrucks bewirkt. Diese Erhöhung des Innendrucks bewirkt, dass das Schlauchventil zusammenfällt und die Durchtrittsöffnung zumindest bereichsweise, insbesondere vollständig, von anderweitigen Bereichen der Folie zumindest im Wesentlichen luftundurchlässig verschlossen wird. Somit kann keine oder nur eine sehr geringe Menge an Luft aus dem Rückhaltevolumen über die Durchtrittsöffnung und damit die Ventileinrichtung in eine zweite, der ersten Strömungsrichtung entgegengesetzten Strömungsrichtung ausströmen. Dadurch weist der Airbag eine besonders hohe Standzeit sowie eine besonders vorteilhafte Rückhaltefunktion auf.
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Ein Durchschlagen und Umstülpen des Schlauchventils, so dass der Kanalbereich in Richtung der zweiten Strömungsrichtung und damit entgegen der ersten Strömungsrichtung weist und verläuft, ist durch die Trägerstruktur vermieden.
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Bevorzugt weist die Folie eine Mehrzahl derartiger Schlauchventile auf, welche in Reihen und damit matrixartig angeordnet sind. Damit kann eine besonders hohe Menge bzw. Masse an Luft in einer besonders kurzen Zeit in das Rückhaltevolumen einströmen, wodurch die Stützstruktur besonders schnell in eine Rückhalteposition zum Auffangen und Rückhalten des Insassen bewegt werden kann.
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Die Ventileinrichtung ist besonders vorteilhaft bei so genannten Fachwerkbags einzusetzen. Derartige, als Fachwerkbags ausgebildete Airbags umfassen jeweils zumindest eine Stützstruktur mit einer Mehrzahl von Volumenelementen, welche mit Luft oder einem anderweitigen Gas beaufschlagbar und somit zum Bewegen der Stützstruktur von einer Aufbewahrungsposition in die Rückhalteposition aufblasbar sind. Die Volumenelemente sind dabei zumindest teilweise fluidisch miteinander verbunden. Dadurch ist ein mit Luft zu beaufschlagendes Gesamtvolumen geschaffen, welches kleiner ist als das Rückhaltevolumen, welches in der Rückhalteposition der Stützstruktur von dieser zumindest bereichsweise umgeben bzw. begrenzt ist. Dadurch ist es möglich, dass die Stützstruktur einen besonders großen Raum in dem Fahrgastraum einnehmen kann, demgegenüber jedoch nur das besonders kleine Gesamtvolumen aufgeblasen werden muss. So kann die Stützstruktur in einer besonders kurzen Zeit in die Rückhalteposition bewegt werden.
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Zwischen den Volumenelementen sind Freiflächen bzw. Freiräume gegeben, über welche Luft, insbesondere Umgebungsluft, in das Rückhaltevolumen einströmen kann. Dieses Einströmen kann dabei zumindest im Wesentlichen passiv erfolgen. Dies bedeutet, dass beim Aufblasen der Stützstruktur Luft, insbesondere Umgebungsluft, in Folge des Bewegens der Stützstruktur von der Aufbewahrungsposition in die Rückhalteposition eingesaugt wird. Um nun den Insassen insbesondere trotz der Freiräume bzw. Freiflächen besonders vorteilhaft und schonend auffangen und rückhalten zu können, ist eine Umhüllung vorgesehen, mittels welcher die Freiräume bzw. Freiflächen umhüllt sind. Diese Umhüllung ist dabei zumindest bereichsweise durch die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Ventileinrichtung. So kann trotz der Umhüllung der Freiräume bzw. der Freiflächen eine besonders hohe Menge an Luft in besonders kurzer Zeit in das Rückhaltevolumen einströmen. Die Trägerstruktur der Ventileinrichtung ist dabei bevorzugt auf einer dem Rückhaltevolumen abgewandten Seite angeordnet, so dass der Insasse bei der unfallbedingten Kraftbeaufschlagung vorteilhaft und schonend aufgefangen und rückgehalten werden kann.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in der Figur ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer Folie einer Ventileinrichtung eines Airbags für einen Kraftwagen, welche beim Herstellen der Ventileinrichtung einer Trägerstruktur der Ventileinrichtung zu geführt und mit dieser verbunden wird, wobei die Folie zeitlich nach dem Verbinden mit einer Mehrzahl von Durchströmöffnungen für Luft versehen wird.
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Die Figur veranschaulicht ein Verfahren zum Herstellen einer Ventileinrichtung eines Airbags für einen Personenkraftwagen. Die Ventileinrichtung umfasst ein in der Figur nicht dargestelltes Drehergewebe, welches als Trägerstruktur fungiert. Das Drehergewebe ist luftdurchlässig und kann von Luft in zumindest eine Strömungsrichtung durchströmt werden.
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Zum Herstellen der Ventileinrichtung wird eine luftundurchlässige Folie 10 verwendet. Die luftundurchlässige Folie 10 wird mittels einer Heizeinrichtung auf eine vorteilhafte Tiefziehtemperatur erwärmt und bereichsweise tiefgezogen. Dadurch werden zumindest im Wesentlichen schlauchförmige Kanalbereiche 12 der Folie ausgebildet. Die Kanalbereiche 12 sind zunächst noch verschlossen, so dass die Folie 10 nicht von Luft durchströmt werden kann. Die Folie 10 mit den noch nicht geöffneten Kanalbereichen 12, welche in Reihen matrixartig angeordnet sind, wird als so genannte Meterware oder Endlosware dem Drehergewebe zugeführt. Diese Meterware bzw. Endlosware ist durch eine Mehrzahl von einstückig miteinander ausgebildeten Folienelementen gebildet.
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Die Meterware wird über eine innenbelüftete Rolle 14 dem Drehergewebe zugeführt. Die innenbelüftete Rolle 14 ist zumindest im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet und weist einen Hohlquerschnitt 16 auf. Ferner ist die innenbelüftete Rolle 14 um eine Drehachse 18 gemäß einem Richtungspfeil 20 drehbar gelagert, so dass die Folie 10 bzw. die Meterware dem Drehergewebe durch Drehen der Rolle 14 zugeführt werden kann.
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Eine Mantelfläche 22 der innenbelüfteten Rolle 14 weist eine Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen 24 auf. Beim Herstellen der Ventileinrichtung wird der Hohlquerschnitt 16 mit Luft beaufschlagt, indem Luft in den Hohlquerschnitt 16 eingeblasen wird. Die Luft kann aus dem Hohlquerschnitt 16 über die Durchtrittsöffnungen 24 ausströmen, so dass die zunächst noch geschlossenen Kanalbereiche 12 mit Luft beaufschlagt und zumindest teilweise aufgeblasen werden. Dieses Ausströmen der Luft ist durch Richtungspfeile 26 angedeutet. Durch dieses Aufblasen der Kanalbereiche 20 durch das Beaufschlagen dieser mit Luft stellen sich diese auf. So können die Kanalbereiche 12 relativ zu den Drehergewebe sowie relativ zu einem zwei Messerteile 28 und 30 aufwesenden Stanzmesser 32 in eine vorteilhafte Position gebracht, das heißt ausgerichtet, sowie in eine vorteilhafte Form gebracht, das heißt konditioniert, werden. In diesem ausgerichteten (positionierten) und konditionierten Zustand werden die Kanalbereich 12 der Folie 10 dem Stanzmesser 32 und/oder einem anderweitigen Stanzmesser zugeführt, sodass sie besonders vorteilhaft geöffnet werden können. Durch aufeinander zu bewegen der Messerteile 26 und 28 gemäß Richtungspfeilen 34 kann zur Ausbildung der Folie 10 eines der Folienelemente von der Meterware abgetrennt werden. Dadurch können die Reihen der Kanalbereiche 12 auf eine definierte und exakte Länge gebracht werden.
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Das Öffnen der Kanalbereiche 12 erfolgt zeitlich nach einem Verbinden der Folie 10 bzw. der Meterware mit dem Drehergewebe. Dabei werden die Kanalbereiche 12 in einem Endbereich geöffnet, in dem sie beispielsweise mittels eines Stanzmessers mit einer jeweiligen Durchströmöffnung versehen werden. Durch das geschilderte Ausrichten (Positionieren) und Konditionieren können die Kanalbereiche 12 besonders exakt und definiert mit der Durchströmöffnung versehen werden. Dadurch weist diese einen insbesondere hinsichtlich seiner Geometrie zumindest im Wesentlichen optimalen Strömungsquerschnitt auf, über welchen die Durchströmöffnung und damit die Kanalbereiche 12 nach dem Öffnen mit Luft durchströmt werden können.
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So können die Folie 10 und damit die gesamte Ventileinrichtung in einer besonders kurzen Zeit mit einer besonders hohen Menge bzw. Masse an Luft durchströmt werden, so dass eine besonders hohe Menge bzw. Masse an Luft besonders schnell in ein Rückhaltevolumen des Airbags einströmen kann.
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Alternativ oder ergänzend besteht die Möglichkeit, die Kanalbereiche 12 durch Saugen, das heißt durch Beaufschlagen mit einem Unterdruck, durch Blasen, das heißt durch Beaufschlagen mit einem Überdruck, und/oder durch wenigstens einen mechanischen Eingriff zu positionieren und/oder zu konditionieren und so zum Ausbilden der Durchströmöffnungen einen besonders vorteilhaften Beschnitt der Kanalbereich 12 in dem jeweiligen Endbereich zu ermöglichen. Zum vorteilhaften Ausbilden der Durchströmöffnungen.
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Wie anhand der zumindest im Wesentlichen schlauchförmigen Kanalbereiche 12 erkennbar ist, sind durch diese und durch Öffnen dieser durch Ausbilden der Durchströmöffnungen in Zusammenwirken mit dem Drehergewebe Schlauchventile gebildet. Die Schlauchventile ermöglichen dabei ein Durchströmen der Folie 10 und damit der Ventileinrichtung in eine erste Strömungsrichtung. In eine zweite, dazu entgegengesetzte Strömungsrichtung ist ein Durchströmen der Ventileinrichtung durch Luft zumindest im Wesentlichen vermieden, da die Schlauchventile zusammenfallen. Dadurch werden die Durchströmöffnungen zumindest im Wesentlichen fluidisch verschlossen. Dadurch kann eine besonders hohe Menge an Luft in besonders kurzer Zeit in das Rückhaltevolumen einströmen, während die Luft nicht oder mit einem dazu geringeren Massenstrom bzw. Volumenstrom aus dem Rückhaltevolumen herausströmen kann. Dadurch ist eine besonders vorteilhafte Auffang- und Rückhaltefunktion sowie eine hohe Standzeit des Airbags realisiert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007052246 A1 [0002]
