DE102018124099B3

DE102018124099B3 - In einem Stück gewebter Luftsack

Info

Publication number: DE102018124099B3
Application number: DE102018124099.6A
Authority: DE
Inventors: Daniel Albiez; Michael Becker
Original assignee: Global Safety Textiles GmbH
Current assignee: Global Safety Textiles GmbH
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2018-09-28
Publication date: 2019-08-22
Anticipated expiration: 2038-09-29
Also published as: CN110962789B; CN110962789A; US20200101929A1; US11007969B2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen in einem Stück gewebten Luftsack (OPW), insbesondere für Fahrzeugrückhaltesysteme, mit einem Obergewebe (OG) und einem Untergewebe (UG), welche in einem die Umrandung des Luftsack bildenden einlagigen Nahtbereich (NB) miteinander verbunden sind, mit Tetherfäden (TF), welche teilweise in dem Obergewebe (OG) und teilweise in dem Untergewebe (UG) verwebt sind und dazwischen über eine bestimmte Länge flottieren, der gekennzeichnet ist durch obere Begrenzungsfäden (OBF), welche in dem Obergewebe eingewebt sind (OG) und/oder untere Begrenzungsfäden (UBF), welche in dem Untergewebe (UG) eingewebt sind, wobei die Begrenzungsfäden (OBF, UBF) zwischen Obergewebe (OG) und Untergewebe (UG), über eine definierte Anzahl von flottierenden Tetherfäden (TF) flottieren und an Anbindepunkten (AP) ihrer Gewebelage (OG, UG) angeheftet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen in einem Stück gewebten Luftsack, insbesondere für Fahrzeugrückhaltesysteme, mit einem Obergewebe und einem Untergewebe, welche in einem die Umrandung des Luftsack bildenden einlagigen Nahtbereich miteinander verbunden sind, mit Tetherfäden, welche teilweise in dem Obergewebe und teilweise in dem Untergewebe verwebt sind und dazwischen über eine bestimmte Länge flottieren.
Aus der DE 10 2010 032 016 A1 ist ein Luftsack mit einem einteiligen zwei Aufblasstufen definierenden Fangband (oder im Fachjargon „Tether“ genannt) bekannt, wobei bei Erreichen eines vordefinierten Drucks ein kürzerer Teil eines Fangbandabschnitts bricht, worauf sich die Gewebelagen weiter voneinander entfernen, um ein größeres Luftsackvolumen entstehen zu lassen. Es handelt sich hier um eine sehr aufwändige Konstruktion, bei welcher eine Vielzahl von Einzelteilen zu einem Luftsack vernäht wird. Daneben ist die Performance als ziemlich ruppig anzunehmen, da ein Abreißen eine Fangbandes dem Luftsack einen beträchtlichen Ruck aussetzt, was je nach Einsatzfall sehr störend sein kann.
Es sind Luftsäcke bekannt, welche als X-Tether ausgebildete Fangbänder aufweisen. X-Tether haben den Nachteil, dass im Anwendungsfall durch das schlagartige Beaufschlagen des Luftsacks mit einem Füllmedium hohe Zugkräfte auf die Garne an den Anbindestellen der X-Tetherfäden im Gewebe entstehen. Dies hat zur Folge, dass sich bei einem beschichteten Luftsack das Gewebe an diesen Stellen, den sogenannten „Stressstellen“, vom Laminat lösen kann und dadurch Leckagestellen (Pinholes) entstehen können, die zu einem Versagen des Luftsacks führen können. Im Anwendungsfall wird der gesamte Luftsack auf sein maximales Volumen aufgeblasen. Ein stufenweises Aufblasen in vordefinierten Bereichen ist mit dieser Konstruktion nicht oder nur sehr schwer erreichbar.
Der Erfindung liegt eine Aufgabe zugrunde, einen Luftsack vorzuschlagen, bei welcher die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermieden oder wenigstens stark vermindert werden.
Die Aufgabe wird gelöst mit einem Luftsack gemäß Anspruch 1, nämlich einem in einem Stück gewebten Luftsack (OPW), insbesondere für OPW-Luftsäcke im Bereich von Fahrzeugrückhaltesystemen, mit einem Obergewebe und einem Untergewebe, welche in einem die Umrandung des Luftsack bildenden einlagigen Nahtbereich miteinander verbunden sind, mit Tetherfäden, welche teilweise in dem Obergewebe und teilweise in dem Untergewebe verwebt sind und dazwischen über eine bestimmte Länge flottieren, der gekennzeichnet ist durch obere Begrenzungsfäden, welche in dem Obergewebe eingewebt sind und/oder untere Begrenzungsfäden, welche in dem Untergewebe eingewebt sind, wobei die Begrenzungsfäden zwischen Obergewebe und Untergewebe, über eine definierte Anzahl von flottierenden Tetherfäden flottieren und an Anbindepunkten ihrer Gewebelage angeheftet sind.
Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, dass eine gesteuerte Freigabe des Luftsackvolumens in Abhängigkeit zum Aufblasdruck möglich ist, wobei die Bildung von Leckagestellen (Ablösen des Laminats vom Gewebe) und ein damit verbundenes Bersten des Luftsacks an den Stressstellen vermieden werden. Es ist vorteilhafterweise ein gezieltes Aufblasen von definierten Bereichen im Luftsack, zeit- und/oder druckabhängig sowie ein Erzeugen von unterschiedlichen druckabhängigen Aufblashöhen möglich.
In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung sind die Begrenzungsfäden jeweils in dem Obergewebe und/oder Untergewebe weniger stark eingebunden, als die das Obergewebe und das Untergewebe bildenden Fäden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Begrenzungsfäden insbesondere bei vorbestimmter Einbindung auch bei vorbestimmter Zugbelastung aus dem Gewebe gezogen werden können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung haben die Begrenzungsfäden eine geringere Festigkeit, als die das Obergewebe und das Untergewebe bildenden Fäden. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass für eine vorbestimmte Aufblassituation des Luftsacks vorbestimmte Begrenzungsfäden ausgesucht werden können. Der restliche Luftsack, bzw. seine Fäden bleiben unverletzt. Es ergeben sich keine Löcher im Gewebe.
Um zu zeigen, wie die Erfindung ausgeführt werden kann und zum leichteren Verständnis wird diese im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels mittels einer Zeichnung kurz beschrieben.

1 zeigt stark schematisiert und vereinfacht eine Darstellung der Anordnung von Begrenzungsfäden im Kreuzungsbereich der Tetherfäden eines Abschnitts einer unteren Gewebelage eines erfindungsgemäßen Luftsacks.
2 zeigt eine schematische Darstellung der Anordnung von zwei benachbarten Begrenzungsfäden im Kreuzungsbereich der Tetherfäden eines Abschnitts einer unteren Gewebelage eines erfindungsgemäßen Luftsacks.
3 zeigt stark schematisiert und vereinfacht einen Luftsack im Querschnitt (beispielhaft gesehen in Kettrichtung) im nicht aktivierten - entleerten - Zustand.
4 zeigt stark schematisiert und vereinfacht den Luftsack aus 3 in der ersten Druckstufe, bei der die Begrenzungsfäden die Tetherfäden begrenzen.
5 zeigt stark schematisiert und vereinfacht den Luftsack aus 3 in der zweiten Druckstufe, bei der die Begrenzungsfäden die Tetherfäden vollständig freigeben und sich der Luftsack in vollem Umfang in die dritte Dimension entfalten kann.
6a zeigt in einer perspektivischen 3D-Darstellung eine Gewebelage mit stark eingebundenem Begrenzungsfaden.
6b zeigt in einer perspektivischen 3D-Darstellung eine Gewebelage mit einem locker eingebundenen Begrenzungsfaden, welcher stellenweise über mehrere Fäden flottiert.

1 zeigt eine Darstellung einer beispielshaften Anordnung von Begrenzungsfäden UBF im Kreuzungsbereich von Tetherfäden TF eines Abschnitts einer unteren Gewebelage UG eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Luftsacks. Die obere Gewebelage OG ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Man muss sie sich über die untere Gewebelage UG gelegt vorstellen, wobei die untere und die obere Gewebelage im Nahtbereich NB zu einer einzigen einlagigen Gewebelage verwebt sind. Es werden flottierende Abschnitte der Tetherfäden TF gezeigt, welche von darüberliegenden Begrenzungsfäden BF gekreuzt werden. Diejenigen Bereiche, in welchen die Tetherfäden in der unteren Gewebelage UG eingewebt sind, sind in dieser Darstellung nicht zu sehen. Die zur Mitte der 1 ragenden Enden der Tetherfäden TF gehen bei einem vollständigen Luftsack in die (hier nicht gezeigte) obere Gewebelage OG über.
Zwischen den „Feldern“ von Tetherfäden TF werden die Begrenzungsfäden UBF in Anbindungspunkten AP auf der inneren Oberfläche der unteren Gewebelage UG des Luftsacks angebunden. Die Begrenzungsfäden UBF flottieren zwischen den Anbindungspunkten AP. In den Randbereichenpartien RB sind die Begrenzungsfäden UBF lose flottierend angeordnet und münden in den einlagigen Nahtbereich NB, in welchem sie beispielsweise derart eingebunden verwebt sind, dass sie sich bei einer vorbestimmbaren Zugkraft infolge des aufgeblasenen Luftsacks dort herausziehen lassen und dann die Tetherfäden TF in der zweiten Druckstufe, auf die im Folgenden noch eingegangen werden wird, freigeben.
In 2 ist eine der 1 gezeigten Konfiguration der von 1 ähnliche Konfiguration dargestellt. Der Unterscheid besteht in der Verdoppelung der Begrenzungsfäden UBF. Schematische Anordnung und Zweck sind analog zur in 1 gezeigten Situation. Mit zwei Begrenzungsfäden UBF lässt sich die Wirkung der Begrenzungsfäden erhöhen.
3 zeigt schließlich einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Luftsacks im Schnitt von der Seite. Zu erkennen sind die obere Gewebelage OG und die untere Gewebelage UG, welchen in einem Abstand H1 zueinander dargestellt sind, um den Luftsack im leeren (nicht aufgeblasenen) Zustand zu zeigen. Tetherfäden TF führen aus den beiden Gewebelagen heraus, kreuzen sich etwa in der Mitte der 3 und verlaufen in die gegenüberliegende Gewebelage, in welche sie gleichsam „eintauchen“. Einen geradlinigen Verlauf der die Gewebelagen wechselnden Tetherfäden TF „behindern“ Begrenzungsfäden BF1 und BF2.
Wird nun, wie in 4 gezeigt ist, der Zwischenraum zwischen den beiden Gewebelagen UG und OG, also das Innere des Luftsacks beispielsweise mit einem Fluid (Luft oder allgemein Aufblasgas) in einer ersten Druckstufe (Phase 1) befüllt, so werden die beiden Gewebelagen UG und OG auseinander gedrängt, mit dem Effekt, dass sich dazwischen ein Abstand H2 ergibt. Die Tetherfäden TF können sich immer noch nicht linear erstrecken, da sie immer noch von den Begrenzungsfäden BF 1 und BF2 daran gehindert werden.
Wenn, wie in 5 zu sehen ist, in einer zweiten Druckstufe (Phase 2), entstehend z. B. durch weitere Luftzufuhr der Druck im Luftsack erhöht wird, weichen die Begrenzungsfäden BF1 und BF2 den Tethern TF, entweder, indem Sie - ihrer vorbestimmten Festigkeit entsprechend - schlicht abreißen oder sie werden aufgrund der auf sie wirkenden Längskraft aus dem Gewebe im Nahtbereich der oberen und/oder unteren Gewebelage herausgezogen. In einer dritten Variante kann der erfindungsgemäße Luftsack so ausgelegt sein, dass die ursprünglich die Begrenzungsfäden haltenden Anbindungspunkte AP reißen. Auch dann gewinnen die Begrenzungsfäden zusätzliche „freie“ Länge und können die Tetherfäden TF nicht mehr an ihrer Entwicklung hindern. Diese strecken sich nun linear aus und ermöglichen das maximale Aufblasvolumen des Luftsacks.
Im rechten Teil der 6a sieht man ein gleichmäßiges Gewebe UG in Leinwandbindung, in welchem ein Begrenzungsfaden BFS - nach einer Kreuzung mit einem Tetherfaden TF von links kommend - wie seine benachbarten parallelen Fäden gleichmäßig stark eingearbeitet ist.
Im Gewebe gemäß der rechten Seite der 6b dagegen ist ein Begrenzungsfaden BFL - nach einer Kreuzung mit einem Tetherfaden TF von links kommend - ungleichmäßig in der Gewebelage eingearbeitet, als locker eingebundener Begrenzungsfaden BFL, welcher stellenweise über mehrere unter ihm kreuzende Fäden flottiert, d. h. nicht eingebunden lose liegt.
Aufgrund der beispielsweise unterschiedlichen Einarbeitung der Begrenzungsfäden - die Garne, die Gewebelagen UG und OG bilden, werden stärker eingebunden als die Garne die die Begrenzungsfäden bilden - kann eine unterschiedliche Länge der Garne in einem Luftsack erreicht werden. Aufgrund dieses Längenunterschieds ist es möglich, diese Garne über die Tetherfäden TF zu legen, so dass diese bei der Entfaltung den Tetherfäden TF einschränkend entgegenstehen.
Die Begrenzungsfäden werden in der Regel über die ganze Breite des Luftsacks eingebracht. Je nach zu erzielender Aufblashöhe des Luftsacks - in der ersten Druckstufe - wird die Position der Anbindungspunkte und/oder die Anzahl an Begrenzungsfäden definiert.
Eingebunden werden die Begrenzungsfäden an deren Anbindungspunkten in der Art, dass diese nur „durchgeschlauft“ werden und somit eine Zugbewegung möglich bleibt. Im Randbereich, sprich im einlagigen Nahtbereich (Webnaht) NB werden die Begrenzungsfäden so eingebunden, dass der Reibungswiederstand im Vergleich zur Situation in den Anbindungspunkten um ein Vielfaches höher ist. Durch die unterschiedliche Einarbeitung der Begrenzungsfäden im Grundgewebe entstehen unterschiedliche Reibungswiederstände, die zu überwinden sind. Aufgrund dieser unterschiedlich aufzuwendenden Kräfte ist es in Verbindung mit den unterschiedlichen Garnlängen möglich, den erfindungsgemäßen Luftsack mehrstufig aufzublasen.
Steigt der Innendruck über die erste Druckstufe (Phase 1) hinaus an, werden durch die entstehende Zugwirkung, welche auf die Begrenzungsfäden einwirkt, diese aus dem einlagigen Nahtbereich aus der Konstruktion herausgezogen und geben somit dann den restlichen Weg für die Tetherfäden zur freien Entfaltung frei.
Eine weitere Variante würde darin bestehen, dass für den Einsatz als Begrenzungsfäden Garne mit einer geringeren Festigkeit ausgewählt werden. Diese Garne würden dann ab einer bestimmten Krafteinwirkung reißen und die Tetherfäden freigeben.

Claims

In einem Stück gewebter Luftsack (OPW), insbesondere für Fahrzeugrückhaltesysteme, mit einem Obergewebe (OG) und einem Untergewebe (UG), welche in einem die Umrandung des Luftsack bildenden einlagigen Nahtbereich (NB) miteinander verbunden sind, mit Tetherfäden (TF), welche teilweise in dem Obergewebe (OG) und teilweise in dem Untergewebe (UG) verwebt sind und dazwischen über eine bestimmte Länge flottieren, gekennzeichnet durch obere Begrenzungsfäden (OBF), welche in dem Obergewebe (OG) eingewebt sind und/oder untere Begrenzungsfäden (UBF), welche in dem Untergewebe (UG) eingewebt sind, wobei die Begrenzungsfäden (OBF, UBF) zwischen Obergewebe (OG) und Untergewebe (UG), über eine definierte Anzahl von flottierenden Tetherfäden (TF) flottieren und an Anbindepunkten (AP) ihrer Gewebelage (OG, UG) angeheftet sind.
Luftsack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungsfäden (OBF, UBF) jeweils in dem Obergewebe (OG) und/oder Untergewebe (UG) weniger stark eingebunden sind, als die das Obergewebe (OG) und das Untergewebe (UG) bildenden Fäden.
Luftsack nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungsfäden (OBF, UBF) eine geringere Festigkeit haben, als die das Obergewebe (OG) und das Untergewebe (UG) bildenden Fäden.