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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gassackpakets.
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Gassäcke für Fahrzeuginsassen-Rückhaltesysteme werden nach ihrer Faltung üblicherweise in starren Modulgehäusen aus Metall oder Kunststoff untergebracht, um den gefalteten Gassack einerseits in einer sehr kompakten, komprimierten Form zu halten und andererseits vor äußeren Einflüssen zu schützen.
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Insbesondere bei Seitengassäcken kommen alternativ zu starren Gehäusen auch sogenannte Softcover zum Einsatz. Diese sind beispielsweise als Gewebeschläuche ausgebildet, die über den gefalteten Gassack gezogen werden, um ihn vor äußeren Einflüssen zu schützen und daran zu hindern, dass er sich beim Handling, bei der Montage oder im verbauten Zustand unkontrolliert öffnet. Solche Softcover haben aufgrund ihrer geringen Eigensteifigkeit jedoch den Nachteil, dass sie einen Gassack nicht auf ein gewünschtes, minimales Volumen pressen können oder eine gewisse Ausdehnung des vorab komprimierten Gassacks nach dem Überstülpen des Softcovers zulassen. Um die Abmessungen des Gassackpakets weiter einzugrenzen, wäre es grundsätzlich möglich, das Material des Softcovers mit einer größeren Wandstärke bereitzustellen, um die Eigensteifigkeit und dadurch den Widerstand gegen die Entfaltungskräfte zu erhöhen. Eine solche Maßnahme würde sich jedoch negativ auf das Bauteilgewicht und auf den notwendigen Bauraum auswirken.
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Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung der oben genannten Nachteile eine verbesserte Verpackung eines Gassacks, insbesondere eines Seitengassacks, aufzuzeigen.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Verfahren zur Herstellung eines Gassackpakets mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Gassackpakets umfasst folgende Schritte:
- – Falten eines Gassacks, insbesondere eines Seitengassacks;
- – Einbringen des Gassacks in ein Softcover aus einem nachgiebigen Material; und
- – Härten wenigstens eines Teils des Softcovers.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sieht – wie bisher v. a. bei Seitengassäcken üblich – die Verwendung eines nachgiebigen Materials für das Softcover vor, das leicht um den Gassack gelegt werden kann. Jedoch wird das Softcover gemäß der Erfindung gehärtet, sodass es eine definierte Form erhält und diese beibehält.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass für das Härten des Softcovermaterials verschiedene Prozesse verfügbar sind, die keine signifikante Erhöhung der Wandstärke des Materials erfordern.
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Durch das erfindungsgemäß vorgesehene Härten des Saftcovers erhöht sich dessen Steifigkeit und damit der E-Modul (Elastizitätsmodul). Das gehärtete Softcover ist deshalb in der Lage, die von innen wirkenden Kräfte, die vom Bestreben des Gassacks, sich wieder aufzurollen bzw. zu entfalten, herrühren, zu kompensieren. Dadurch werden in vorteilhafter Weise die Abmessungen und die Form des gefalteten Gassackpakets dauerhaft fixiert.
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Darüber hinaus kann das Softcover höhere von außen wirkende Kräfte aufnehmen, ohne dass eine Deformation auftritt.
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Die Erfindung ermöglicht es, das Gassackpaket an eine vorgegebene Form, z. B. die Innenkontur eines Sitzrahmens, anzupassen und dadurch den Bauraum zu verringern. Außerdem werden keine teuren Werkzeuge benötigt, wie etwa die Spritzgießwerkzeuge bei starren Kunststoff-Modulgehäusen.
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Das Härten des Softcovers kann in einem Schritt mit einem Pressen des Gassackpakets erfolgen. Bei manchen Anwendungen ist ein Pressen des Gassackpakets aber gar nicht notwendig. Wenn das Gassackpaket schon nach dem Falten die geforderten Abmessungen hat und nicht in eine andere gewünschte Form gebracht werden muss, dienen die Erhöhung der Softcoversteifigkeit und die Formgebung in diesem Fall alleine der Einhaltung und Fixierung der geforderten Gassackpaketabmessungen.
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Bei allen bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Softcover vollständig oder teilweise mit einer aushärtbaren Substanz in Verbindung gebracht und danach einem Aushärteprozess unterzogen. Dieses Vorgehen hat den Vorteil, dass weitgehend unabhängig vom Material des Softcovers je nach Anforderung und/oder verfügbarem Werkzeug eine geeignete Substanz ausgewählt werden kann, die dann für die Aushärtung des Softcovers sorgt.
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Besonders geeignet für den Aushärteprozess ist eine Substanz, die ein Polymer enthält. Beispielsweise kann das Ausgangsmaterial des Softcovers mit einer Flüssigkeit auf Polymer-Basis getränkt werden, oder das Softcover kann wenigstens zum Teil aus einem Material auf Polymer-Basis gebildet sein. Der Aushärteprozess beinhaltet dann eine Wärmebehandlung und/oder einer Strahlenbehandlung, die das getränkte Material hart werden lässt bzw. lassen.
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Insbesondere dann, wenn eine weitergehende Formgebung nicht erforderlich ist oder nicht gleichzeitig mit dem Härten des Softcovers stattfindet, ist als Wärmebehandlung das Durchfahren eines Wärmetunnels möglich.
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Als aushärtbare Substanz, mit der das Softcover vollständig oder teilweise in Verbindung gebracht wird, kann auch eine photoinitiiert härtende Substanz verwendet werden, vorzugsweise ein Kleber auf Acryl-Basis oder Epoxidharz-Basis.
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Ein anderes Konzept im Rahmen der Erfindung sieht eine Substanz vor, die aushärtet, wenn sie mit einem bestimmten Gas in Kontakt kommt, insbesondere durch eine chemische Reaktion. Der Aushärteprozess beinhaltet in diesem Fall eine Gasbehandlung. Der Vorteil dieses Konzepts besteht darin, dass eine bessere, gleichmäßigere ”Benetzung” der Substanz erreicht werden kann als bei einer Wärme- oder Strahlenbehandlung. Bei einem durch Erwärmung oder Bestrahlung hervorgerufenen Aushärten kann nämlich unter Umständen nicht gewährleistet sein, dass alle gewünschten Stellen des Softcovers erreicht werden.
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Eine weitere aushärtbare Substanz, die beim erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden kann, ist ein sogenannter Hotmelt-Kleber, insbesondere ein Kleber auf Polyurethan-Basis, der oberhalb einer bestimmten Temperatur aushärtet.
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Auch ein Kleber auf Butyl-Basis eignet sich als Substanz, mit der das Softcover vollständig oder teilweise in Verbindung gebracht wird.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht die effiziente Bildung einer definierten Aufreißlinie oder allgemein einer Sollbruchstelle während des Herstellungsprozesses des Gassackpakets vor. Hierzu kann vorgesehen sein, dass ein vorbestimmter Bereich des Softcovers nicht gehärtet wird oder weniger gehärtet wird, als ein angrenzender Bereich des Softcovers. Dieser weniger harte Bereich des Softcovers reißt unter Belastung leichter auf als die härteren Bereiche.
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Zur Bildung einer Aufreißlinie können in effizienter Weise auch während des Härtens und/oder einer Formgebung des Softcovers wenigstens zwei Lagen des Softcovers durch eine Naht miteinander verbunden werden. So kann ein ansonsten zusätzlicher Bearbeitungsschritt eingespart werden. Allgemein lassen sich bei einer Reißnaht die Öffnungskräfte und das Öffnungsverhalten durch Art und Auswahl des Fadens sowie des Stichabstandes vorteilhaft einstellen und steuern.
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Ebenfalls zeitsparend bei der Herstellung des Gassackpakets ist es, während des Härtens und/oder einer Formgebung des Softcovers in einer oder mehreren Lagen des Saftcovers durch einen Bearbeitungsprozess wenigstens eine Sollbruchstelle mit geringerer Festigkeit als die der umgebenden Bereiche des Softcovers zu erzeugen. Der Bearbeitungsprozess kann ein Warmumformen, Ultraschallschweißen, Heißkleben, Stanzen oder dergleichen beinhalten.
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Die Eigensteifigkeit des Softcovers kann noch weiter gesteigert werden, indem während des Härtens und/oder einer Formgebung des Saftcovers Sicken in das Softcover eingebracht werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
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1 ein Gassackpaket nach dem Falten des Gassacks;
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2 ein geöffnetes Werkzeug für die Formgebung und das Härten des Gassackpakets;
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3 das Werkzeug mit eingelegtem Gassackpaket im geschlossenen Zustand;
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4 das Gassackpaket nach der Formgebung und dem Härten;
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5 eine Seitenansicht eines Saftcovers mit Sicken;
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6 eine Schnittansicht des Softcovers aus 7 entlang der Schnittlinie A-A;
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7 ein geformtes Gassackpaket mit vernähtem Softcover; und
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8 ein geformtes Gassackpaket mit Sollbruchstelle im Softcover.
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In 1 ist ein Gassackpaket 10 mit einem Gassack 12, einem Gasgenerator 14 und einem den Gassack 12 und den Gasgenerator 14 umgebenden Softcover 16 aus nachgiebigem Material dargestellt. Der Gassack 12 wird nach dem Falten zusammen mit dem Gasgenerator 14 in das Softcover 16 eingebracht und ist darin fixiert. Das Gassackpaket 10 hat in diesem Zustand noch nicht die für die konkrete Anwendung gewünschte Form.
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Das hier gezeigte Gassackpaket 10 ist für den Einbau in einen Sitz eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, kann grundsätzlich aber auch in anderen Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtungen eingesetzt werden.
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In einer ersten Ausführungsform ist das Softcover 16 ganz oder teilweise aus einem Spinnvlies auf Polypropylen-Basis oder aus einem Gassackgewebe gebildet und mit einer Flüssigkeit auf Polymer-Basis getränkt. Alternativ kann das Softcover auch wenigstens zum Teil aus einem dünnwandigen Material auf Polymer-Basis gebildet sein.
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2 zeigt ein Werkzeug 18, das zur Formgebung des Gassackpakets 10 und zum Härten des Softcovers 16 verwendet wird. Das Werkzeug 18 umfasst neben zwei relativ zueinander beweglichen Formhälften 20, 22 eine Vorrichtung zur Wärmezufuhr und/oder eine Beleuchtungsvorrichtung, die in die Formhälften 20, 22 integriert oder separat vorgesehen sein kann bzw. können.
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Die Wärmezufuhr kann in Form von Wärmestrahlung oder Heißluft oder einer Kombination aus beiden Maßnahmen erfolgen. Abhängig von der verwendeten Wärmequelle ist das Werkzeug 18 als temperiertes Werkzeug aus Metall oder aus einem transparenten Material (z. B. Plexiglas) oder aus einer Gitterstruktur, welche das Durchströmen von heißer Luft erlaubt, ausgebildet.
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Die Beleuchtungsvorrichtung kann das Innere des Werkzeugs 18 je nach Anforderung mit sichtbarem Licht, UV-Licht oder Strahlung in einem anderen Wellenlängenbereich ausleuchten.
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in 3 ist das Gassackpaket 10 in das Werkzeug 18 eingelegt und wird einem kombinierten Press- und Aushärteprozess unterzogen. Die beiden Formhälften 20, 22 des Werkzeugs 18 werden gegeneinander gedrückt, wodurch das Gassackpaket 10 die gewünschte Form erhält. Gleichzeitig oder im Anschluss wird das mit der Flüssigkeit auf Polymer-Basis getränkte Softcover 16 einer auf diese Substanz abgestimmten Wärme- und/oder Strahlenbehandlung unterzogen, was für ein Aushärten des Softcovers 16 sorgt.
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Danach kann das Gassackpaket 10 aus dem Werkzeug 18 entnommen werden. Das Gassackpaket 10 verbleibt dank des gehärteten Softcovers 16 in der gewünschten Form, wie in 4 gezeigt. In diesem stabilen Zustand kann das Gassackpaket 10 komfortabel verbaut oder längere Zeit gelagert und transportiert werden, ohne dass es seine Form verliert.
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Falls das Gassackpaket 10 mit dem gefalteten Gassack 12 keine Formgebung benötigt, kann auf den zuvor beschriebenen Pressprozess verzichtet werden. Die Wärme- und/oder Strahlenbehandlung kann in diesem Fall mit einer oder mehreren separaten Vorrichtungen erfolgen. Beispielsweise kann das Gassackpaket 10 einen Wärmetunnel durchfahren.
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Gemäß einer zweiten Ausführungsform ist das Softcover 16 ganz oder teilweise mit einer photoinitiiert härtenden Substanz, genauer gesagt mit einem Kleber auf Acryl-Basis oder Epoxidharz-Basis beschichtet. Es besteht die Möglichkeit, das Softcoverrmaterial schon vor der Verarbeitung an der Gassackfertigungslinie mit der photoinitiiert härtenden Substanz auszurüsten, insbesondere mittels Sprühtechnik, Walztechnik oder einem anderen Beschichtungsverfahren.
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Das vorkonfektionierte Softcover 16 wird – entweder in einem Presswerkzeug 18 oder in einer separaten Vorrichtung – einer auf den lichthärtenden Kleber abgestimmten Strahlenbehandlung unterzogen, sodass der Kleber aushärtet und das Softcover 16 seine Form dauerhaft behält. Die Strahlenbehandlung sorgt für eine radikalische Polymerisation der Acrylate bzw. Epoxidharze und kann auf einer Bestrahlung mit sichtbarem Licht oder UV-Licht basieren.
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Eine dritte Ausführungsform sieht vor, dass das Softcover 16 ganz oder teilweise mit einer Substanz versetzt ist (getränkt, beschichtet, o. ä.), die aushärtet, wenn sie mit einem bestimmten Gas in Kontakt kommt. Das Softcover 16 wird zum Aushärten dementsprechend einer Gasbehandlung unterzogen, damit es die gewünschte Form beibehält.
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Gemäß einer vierten Ausführungsform ist das Softcover 16 mit einem sogenannten Hotmelt-Kleber, beispielsweise auf Polyurethan-Basis, beschichtet oder durchtränkt. Dieser reaktive Kleber ist temperaturaktiv und härtet erst ab einer bestimmten Temperatur aus. Die Formgebung, falls erforderlich, und das Aushärten können wiederum in dem zuvor beschriebenen Werkzeug 18 oder in einer anderen geeigneten Vorrichtung erfolgen.
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In einer fünften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Saftcover 16 mit einem Kleber auf Butyl-Basis versehen ist. Der Kleber ist in Form von Klebeband oder Klebepads aufgebracht, deren Abmessungen (auch die Dicke) und Anordnung auf dem Softcover 16 den Anforderungen entsprechend ausgewählt sind. Durch den anschließenden Einfluss eines Mediums härtet der Kleber aus, wodurch die gewünschte Steifigkeitserhöhung des Softcovers 16 erzielt wird.
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Allen Ausführungsformen ist gemein, dass das Softcover 16 vollständig oder teilweise mit einer aushärtbaren Substanz in Verbindung gebracht und danach einem Aushärteprozess unterzogen wird. Die Ausführungsformen oder Teilaspekte davon können selbstverständlich miteinander kombiniert werden.
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Zur weiteren Erhöhung der Steifigkeit des Softcovers 16 können beim Aushärteprozess Sicken 24 in das Softcover 16 eingebracht werden, wie in den 5 und 6 gezeigt. Die Sicken 24 können sowohl auf der Unterseite als auch auf der Oberseite des Softcovers 16 eingebracht werden. Die Orientierung der Sicken 24 kann sowohl in Generatorlängsrichtung als auch in jeder beliebigen anderen Ausrichtung vorgesehen sein. Bevorzugt sind die Sicken 24 in einem Bereich angeordnet, welcher durch die Rückstellkräfte des Gassacks 12 einer erhöhten Belastung ausgesetzt ist und deshalb einer erhöhten Festigkeit bzw. Steifigkeit bedarf.
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Zur Bildung einer Sollbruchstelle im Softcover 16 wird ein vorbestimmter Bereich des Softcovers 16 nicht gehärtet oder weniger gehärtet, als ein daran angrenzender Bereich. Der vorbestimmte Bereich wird entweder nicht mit der aushärtbaren Substanz in Verbindung gebracht, und/oder er wird nicht in den Aushärteprozess einbezogen, z. B. durch Abdecken oder dergleichen.
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Eine andere Möglichkeit, eine Aufreißlinie im Softcover 16 zu schaffen, besteht darin, entweder unmittelbar während des Aushärte- und/oder Formgebungsprozesses oder danach in dem für die Positionierung optimalen Bereich des ausgehärteten Softcovers 16 zwei oder mehrere Lagen des ausgehärteten Softcovers 16 mit einer Naht 26 zu verbinden. Diese Naht 26 wird bei der Funktionsauslösung des Gassackmoduls durch den Druck des mit Gas befüllten, sich entfaltenden Gassacks 12 aufgelöst, sodass es dem Gassack 12 ermöglicht wird, aus dem gehärteten Softcover 16 auszutreten.
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Schließlich kann eine Aufreißlinie 28 im Softcover 16 auch dadurch erhalten werden, dass für den Aushärteprozess ein Werkzeug 18 eingesetzt wird, das zumindest bereichsweise temperiert ist. Am temperierten Werkzeug 18 können bestimmte Bereiche so ausgeführt sein, dass in einer oder mehreren Lagen des Softcovers 16 durch einen besonderen Bearbeitungsprozess (Warmumformen, Ultraschallschweißen, Heißkleben, Stanzen, etc.) eine oder mehrere Sollbruchstellen mit geringerer Festigkeit als die der umgebenden Bereiche des Softcovers 16 erzeugt wird bzw. werden.
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Die Aufreißlinien bzw. Sollbruchstellen liegen in den für die Gassackentfaltung optimalen Bereichen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Gassackpaket
- 12
- Gassack
- 14
- Gasgenerator
- 16
- Softcover
- 18
- Werkzeug
- 20
- Formhälfte
- 22
- Formhälfte
- 24
- Sicken
- 26
- Naht
- 28
- Aufreißlinie
