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Die Erfindung betrifft eine Folie für einen Luftsack eines Airbags eines Fahrzeugs mit mindestens einem Durchtrittsbereich zum Einströmen eines gasförmigen Mediums in den Luftsack. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Luftsack für einen Airbag eines Fahrzeugs mit zumindest einer solchen Folie. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Folie sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
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In der
DE 10 2008 057 376 A1 wird ein Luftsack für einen Airbag eines Fahrzeugs beschrieben. Der Luftsack umfasst eine Hülle, die mindestens eine Öffnung aufweist und ein Verschlusselement, das an der mindestens einen Öffnung angeordnet ist, um ein Durchströmen von Luft aus einer ersten Richtung zumindest teilweise zu verhindern. Darüber hinaus ist das Verschlusselement flexibel und besitzt zumindest beim Durchströmen von Luft aus einer der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung eine kanalförmige Gestalt. Das Verschlusselement wirkt somit wie ein Rückschlagventil. Die Hülle umfasst dabei eine Folie.
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Weiterhin wird in der
DE 10 2008 037 811 A1 ein Rückhaltesystem für einen Insassen eines Kraftfahrzeugs beschrieben, welches Stützelemente, die von einer Aufbewahrungsposition in eine Rückhalteposition überführbar sind, und flexible Hüllenelemente aufweist, die zwischen den Stützelementen angeordnet sind und Luftdurchströmöffnungen aufweisen, so dass die Stützelemente mit den flexiblen Hüllenelementen in der Rückhalteposition ein Rückhaltevolumen einschließen. Dabei ist vorgesehen, dass an jeder der Luftdurchströmöffnungen ein Widerstandselement angeordnet ist, um ein Ausströmen von Luft aus dem Rückhaltevolumen im Vergleich zum Einströmen an der jeweiligen Luftdurchströmöffnung zu erschweren oder zu verhindern. Dabei bilden die flexiblen Hüllenelemente als Umhüllung eine äußere Lage und innerhalb der Umhüllung ist ein als Folie ausgebildetes flexibles Flächengebilde als innere Lage angeordnet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Folie für einen Luftsack eines Airbags eines Fahrzeugs und einen verbesserten Luftsack eines Airbags eines Fahrzeugs anzugeben. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zu Grunde, ein geeignetes Verfahren zur Herstellung einer solchen Folie sowie eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens anzugeben.
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Hinsichtlich der Folie wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Hinsichtlich des Luftsacks wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den in Anspruch 4 angegebenen Merkmalen gelöst. Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den in Anspruch 6 angegebenen Merkmalen gelöst. Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den in Anspruch 10 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine Folie für einen Luftsack eines Airbags eines Fahrzeugs weist mindestens einen Durchtrittsbereich zum Einströmen eines gasförmigen Mediums in den Luftsack auf.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest eine Folienoberflächenseite mit einer Struktur versehen ist.
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Die Folie dient einer Abdichtung einer für das gasförmige Medium durchlässigen Trägerstruktur des Luftsacks. Mittels des mindestens einen Durchtrittsbereichs weist die Folie eine Ventilfunktion auf, so dass das gasförmige Medium zumindest in den Luftsack einströmen und ein Rückhaltevolumen ausbilden kann. Die Struktur raut die mindestens eine Folienoberflächenseite auf, so dass diese eine gegenüber glatten Oberflächen geringere Kontaktfläche aufweist. Damit stehen weniger Atome, insbesondere Elektronen, für einen Ladungsverschiebungsvorgang zur Verfügung. Damit wird eine elektrostatische Anziehungskraft der Folie verringert. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Luftsack mehrere Folien aufweist, die in einem zusammengefalteten Zustand des Luftsacks übereinanderliegen und sich berühren. Sind zumindest die einander zugewandten Folienoberflächenseiten mit einer Struktur versehen, kann eine elektrostatische Anziehung zwischen den Folien zumindest verringert werden. Dadurch reduziert sich zudem eine Entfaltungszeit des Luftsacks.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Folie aus einem für das gasförmige Medium, z. B. Umgebungsluft, undurchlässigen Material gebildet. Die Folie ist somit geeignet, den Luftsack abzudichten, so dass das gasförmige Medium ausschließlich durch den mindestens einen Durchtrittsbereich strömen kann. Beispielsweise umfasst das Material ein thermoplastisches Elastomer, welches mittels Wärmezufuhr plastisch verformbar ist, so dass eine Herstellung der Folie aus dem thermoplastischen Elastomer besonders einfach ist.
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Es ist weiterhin ein Luftsack für einen Airbag eines Fahrzeugs vorgesehen, welcher eine Hülle aufweist, wobei die Hülle eine zumindest bereichsweise in Bezug auf ein gasförmiges Medium durchlässige Trägerstruktur und zumindest eine erfindungsgemäße Folie oder ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Folie umfasst, wobei die zumindest eine Folie die Struktur wenigstens in einem Bereich überdeckt. Die für das gasförmige Medium durchlässige Trägerstruktur kann hierbei z. B. eine luftdurchlässige Textillage umfassen. Alternativ kann die durchlässige Struktur auch als Stützstruktur ausgebildet sein, die mittels einer Mehrzahl von miteinander verbundenen, ein Kanalsystem bildenden Hohlkörpern ausgebildet sein. Mittels der Trägerstruktur wird dabei ein Rückhaltevolumen des Luftsacks gebildet.
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Mittels der zumindest einen Folie, welche den mindestens einen Durchtrittsbereich zum Einströmen des gasförmigen Mediums in den Luftsack aufweist, kann eine Ventilfunktion für den Luftsack hergestellt werden, mittels der ein besonders gutes, schnelles und effizientes Durchströmen des gasförmigen Mediums ermöglicht wird. Dadurch, dass die Folie mindestens eine strukturierte Folienoberflächenseite aufweist, kann eine Entfaltungszeit des Luftsacks reduziert werden. Dies ist insbesondere dadurch begründet, dass der Luftsack üblicherweise mehrere Folien aufweist und diese im zusammengefalteten Zustand des Luftsacks übereinander liegen. Weisen die Folien dabei eine glatte Oberfläche auf, ist eine Kontaktfläche zueinander entsprechend groß und die Folien können sich elektrostatisch anziehen. Die Folien haften daraus resultierend aneinander, wodurch eine Entfaltung des Luftsacks verzögert werden kann.
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Es ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Folie oder eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels der Folie vorgesehen, bei dem ein thermoplastisches Elastomer mittels Extrusion zu einer Folie mit zwei Folienoberflächenseiten geformt wird und bei dem zumindest eine der Folienoberflächenseiten mit einer Struktur versehen wird.
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Mittels des Verfahrens kann die Struktur auf die zumindest eine Folienoberflächenseite besonders einfach eingebracht werden. Das thermoplastische Elastomer kann im erwärmten Zustand plastisch verformt werden, so dass einerseits die Folie selbst ausformbar als auch die Struktur der zumindest einen Folienoberflächenseite in einem gemeinsamen Verfahrensschritt ausbildbar ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Struktur auf die zumindest eine Folienoberflächenseite gewalzt. Dies kann mittels einer kühlbaren, mit einer Struktur versehenen Walze erfolgen, mittels der in vorteilhafter Art und Weise gleichzeitig die Folie ausgeformt wird.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird zur Herstellung der Folie das thermoplastische Elastomer in einem Extruder geschmolzen und gefördert, wobei es anschließend in Form einer flächigen Schmelzebahn aus einer Austrittsöffnung des Extruders austritt. Die flächige Schmelzebahn wird an mindestens eine kühlbare, mit einer Struktur versehene Walze angelegt und zur Ausformung der Folie gekühlt. Mittels des geschmolzenen thermoplastischen Elastomers kann eine besonders gute Ausformung der Folie erfolgen, so dass auch komplexe Geometrien mit einer nur geringen Wandstärke ausgebildet werden können, wobei die Ausformung der Folie aus der flächigen Schmelzebahn sowie das Einbringen der Struktur auf mindestens eine Folienoberflächenseite in einem gemeinsamen Schritt erfolgt. Damit ist das Verfahren besonders zeit- und kosteneffizient.
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Das Einbringen des mindestens einen Durchtrittsbereichs in die ausgeformte Folie erfolgt beispielsweise mittels Tiefziehen. Tiefziehen ermöglicht dabei die Ausbildung eines ventilförmigen Durchtrittsbereichs, wobei ein Strömungswiderstand beim Einströmen des gasförmigen Mediums in den Luftsack gering und beim Ausströmen des gasförmigen Mediums aus dem Luftsack vergleichsweise hoch ist.
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Es ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens oder eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, welche wenigstens einen Extruder, eine Extrusionsdüse mit einer Austrittsöffnung und mindestens eine kühlbare Walze umfasst, welche eine Mantelfläche aufweist, die zumindest bereichsweise mit einer Struktur versehen ist.
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Mittels der Vorrichtung können in einem gemeinsamen Verfahrensschritt die Folie ausgeformt und die Struktur in mindestens eine Folienoberflächenseite eingebracht werden. Damit kann zeit- und kosteneffektiv eine Folie hergestellt werden, die eine Funktionalität eines Airbags verbessert, in dem die Entfaltungszeit des Luftsacks nach Aktivierung des Airbags gegenüber konventionellen Airbags reduziert wird.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 schematisch eine perspektivische Darstellung eines beispielhaften Luftsacks eines Airbag eines Fahrzeugs,
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2 schematisch eine Profilansicht einer beispielhaften Folie eines Luftsacks,
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3 schematisch ein beispielhafter Verfahrensablauf eines Verfahrens zur Herstellung einer Folie für einen Luftsack und
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4 ein Blockschaltbild einer beispielhaften Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung einer Folie für einen Luftsack.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Luftsacks 1 in einer vollständig entfalteten Rückhalteposition für einen nicht näher dargestellten Airbag, z. B. für einen sogenannten Stützstruktur-Airbag oder für einen mechanischen Airbag. Der Airbag ist zur Anordnung in einem nicht näher dargestellten Fahrzeug vorgesehen und umfasst neben dem Luftsack 1 einen ebenfalls nicht gezeigten Gasgenerator, ein Airbagsteuergerät sowie eine Anzahl von Sensoren, mittels denen eine Kollision und/oder eine bevorstehende Kollision des Fahrzeugs detektierbar ist.
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Der Luftsack 1 umfasst eine Trägerstruktur 2, welche mittels einer Mehrzahl von miteinander verbundenen, ein Kanalsystem 3 bildenden Hohlkörpern 4 ausgebildet ist. Die Hohlkörper 4 sind dabei vorliegend als schlauchartige Röhrenkörper dargestellt, welche miteinander zu einem fachwerkartigen oder gerüstartigen Kanalsystem 3 verbunden sind. Dabei umfassen die Hohlkörper 4 beispielsweise ein flexibles, mit Gas befüllbares Schlauchmaterial. Die fachwerkartig miteinander verbundenen Hohlkörper 4 bilden hierbei einzelne Fächer 5 der Trägerstruktur 2, welche jeweils mittels mindestens einer Folien 6 ausgefüllt sind. Die Folien 6 sind aus einem flexiblen Material, insbesondere aus einem flexiblen Kunststoffmaterial, gebildet. Insgesamt bilden die Folien 6 und die Hohlkörper 4 eine Hülle 7 des Luftsacks 1, durch welche ein mittels der Trägerstruktur 2 umschlossenes Rückhaltevolumen umschlossen ist.
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Alternativ kann die Hülle 7 als Trägerstruktur 2 auch eine luftdurchlässige Textillage, insbesondere ein Gewebe, umfassen, die mittels der Folien 6 luftdicht verschlossen wird.
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Die Folien 6 weisen jeweils eine Anzahl von Durchtrittsbereichen 8 zum Einströmen und gegebenenfalls zum zumindest teilweisen Ausströmen eines gasförmigen Mediums, z. B. Umgebungsluft, auf. Die Durchtrittsbereiche 8 sind dabei derart ausgebildet, dass ein Strömungswiderstand beim Einströmen des gasförmigen Mediums durch die Durchtrittsbereiche 8 in den Luftsack 1 gering ist, wobei ein Strömungswiderstand beim Ausströmen des gasförmigen Mediums durch die Durchtrittsbereiche 8 aus dem Luftsack 1 heraus im Vergleich zum Einströmen erhöht ist, so dass eine verbesserte Rückhaltewirkung des Luftsacks 1 nach der Aktivierung des Airbags erzielt werden kann.
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Im zusammengefalteten Zustand ist der Luftsack 1 in einem für einen Fahrzeuginsassen nicht sichtbaren Bereich im Fahrzeug angeordnet. In diesem Zustand liegen mehrere Folien 6 zumindest abschnittsweise übereinander. Weisen die Folien 6 dabei eine glatte Oberfläche auf, ist eine Kontaktfläche der Folien 6 zueinander entsprechend groß und die Folien 6 können sich elektrostatisch anziehen. Die Folien 6 haften daraus resultierend aneinander, wodurch eine Entfaltung des Luftsacks 1 nach Aktivierung des Airbags verzögert werden kann.
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Es wird daher vorgeschlagen, zumindest eine Folienoberflächenseite 6.1 mit einer Struktur 6.1.1 zu versehen, wie es in 2 beispielhaft gezeigt ist.
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2 zeigt eine Profilansicht eines Ausführungsbeispiels einer Folie 6 mit einer Struktur 6.1.1, die in eine Folienoberflächenseite 6.1 eingebracht ist.
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Die Struktur 6.1.1 erhöht eine Rauheit der Folienoberflächenseite 6.1, so dass diese eine gegenüber einer glatten Oberfläche geringere Kontaktfläche aufweist. Damit stehen weniger Atome, insbesondere Elektronen, für einen Ladungsverschiebungsvorgang zur Verfügung und es wird eine elektrostatische Anziehungskraft der Folie 6 verringert. Mittels der Struktur 6.1.1 kann somit eine elektrostatische Anziehung zwischen den Folien 6 im zusammengefalteten Zustand des Luftsacks 1 und gegebenenfalls auch während der Entfaltung zumindest verringert werden. Dadurch reduziert sich eine Entfaltungszeit des Luftsacks 1.
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3 zeigt schematisch einen beispielhaften Verfahrensablauf eines Verfahrens zur Herstellung einer derartigen Folie 6, wobei das Verfahren mittels einer in 4 gezeigten Vorrichtung 9 durchgeführt wird. 4 zeigt dabei ein Blockschaltbild der Vorrichtung 9.
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In einem ersten Schritt S1 wird ein thermoplastisches Elastomer, z. B. Polyethersulfon, Polyphenylenoxid oder Polyetherketon, in einem Extruder 10 geschmolzen und gefördert.
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In einem zweiten Schritt S2 wird das geschmolzene, thermoplastische Elastomer aus dem Extruder 10 heraus gefördert. Dabei tritt das thermoplastische Elastomer beispielsweise über eine Extrusionsdüse 11 mit einer Austrittsöffnung in Breitschlitzform aus dem Extruder 10 aus. Mittels der Austrittsöffnung in Breitschlitzform kann das thermoplastische Elastomer in Form einer flächigen Schmelzebahn aus der Austrittsöffnung der Extrusionsdüse 11 austreten.
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Die flächige Schmelzebahn wird in einem dritten Schritt S3 an mindestens eine kühlbare oder gekühlte Walze 12 angelegt und gekühlt, wobei die Folie 6 ausgeformt wird. Dieses Verfahren wird auch als Flachfolienextrusion bezeichnet. Vorzugsweise sind in eine Förderrichtung der Folie 6 mehrere kühlbare Walzen 12 vorgesehen. Insbesondere die in Förderrichtung unmittelbar nach der Extrusionsdüse 11 angeordnete Walze 12 weist dabei eine Oberflächenstrukturierung auf einer Mantelfläche auf, welche eine Positivform zur Struktur 6.1.1 der Folie 6 bildet. Im dritten Schritt S3 wird somit gleichzeitig die Folie 6 ausgeformt und die Struktur 6.1.1 in die Folienoberflächenseite 6.1 eingebracht. Die derart strukturierte Folie 6 weist somit anstelle einer glatten Folienoberflächenseite 6.1 eine strukturierte, insbesondere mattierte, Folienoberflächenseite 6.1 auf. Denkbar ist auch, dass in Förderrichtung nach der Austrittsöffnung der Extrusionsdüse 11 zwei Walzen 12 angeordnet sind, zwischen denen die Folie 6 ausgeformt wird. Hierbei ist es möglich, die Folie 6 beidseitig mit der Struktur 6.1.1 zu versehen. Damit kann eine elektrostatische Anziehungskraft zwischen den Folien 6 im zusammengefalteten Zustand des Luftsacks 1 weiter verringert und eine Entfaltungszeit des Luftsacks 1 nach Aktivierung des Airbags reduziert werden.
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Ein anderes Verfahren besteht darin, dass die Schmelze auf die Strukturwalze „gegossen” wird und dadurch die Folienoberfläche besagte Struktur erhält.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Luftsack
- 2
- Trägerstruktur
- 3
- Kanalsystem
- 4
- Hohlkörper
- 5
- Fach
- 6
- Folie
- 6.1
- Folienoberflächenseite
- 6.1.1
- Struktur
- 7
- Hülle
- 8
- Durchtrittsbereich
- 9
- Vorrichtung
- 10
- Extruder
- 11
- Extrusionsdüse
- 12
- Walze
- S1 bis S3
- Schritt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008057376 A1 [0002]
- DE 102008037811 A1 [0003]
