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Die Erfindung betrifft einen Gassack, insbesondere für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem.
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Gassäcke, die bei einem Unfall dem Schutz eines Kraftfahrzeuginsassen dienen, bestehen üblicherweise aus zwei gegenüberliegenden Wänden, die an ihren Rändern unter Bildung einer aufblasbaren Kammer miteinander verbunden sind. Solche Gassäcke neigen grundsätzlich dazu, beim Befüllen mit Gas eine kugelige oder kissenartige Form anzunehmen. Es ist daher vergleichsweise aufwendig, komplexere Strukturen, wie sie für einen verbesserten Schutz eines Kraftfahrzeuginsassen wünschenswert sind, zu realisieren. Eine Möglichkeit, die Form eines Gassacks im aufgeblasenen Zustand zu beeinflussen, ist die Verwendung von Fangbändern. Eine andere Möglichkeit besteht in der geschickten Kombination mehrerer Gassäcke oder in der Verwendung von Zuschnittsteilen unterschiedlicher Formen.
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Aus der
WO 2015/165592 A1 ist ein Gassack bekannt, dessen Hülle mehrere fingerartige Fortsätze umfasst, die so miteinander verbunden sind, dass der Gassack im aufgeblasenen Zustand eine dreidimensionale Form, insbesondere eine gewölbte, kappenartige Form einnimmt.
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Die beschriebenen Möglichkeiten, einen Gassack in eine von der einfachen Kissenform abweichende dreidimensionale Form zu bringen, sind vergleichsweise aufwendig und daher teuer.
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Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Gassack mit einer von der Kissen- bzw. Kugelform abweichenden dreidimensionalen Form bereitzustellen, der sich auf einfache und kostengünstige Weise fertigen lässt.
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Erfindungsgemäß ist hierzu ein Gassack vorgesehen, insbesondere für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem, umfassend wenigstens ein Gassack-Grundelement mit einer Hülle, die wenigstens zwei gegenüberliegende, separate Teile bildende Wände hat, die an ihren Rändern unter Bildung einer aufblasbaren Kammer miteinander verbunden, insbesondere miteinander vernäht und/oder verwoben, sind, wobei die Wände beabstandet von den Rändern mittels einer Verbindung, insbesondere einer Naht oder Verwebung, abschnittsweise miteinander verbunden sind und die Wände sich zumindest in ihrer Elastizität derart unterscheidet, dass beim Befüllen der aufblasbaren Kammer mit Gas eine Biegung des Gassack-Grundelements erzwungen wird, so dass sich die Geometrie des aufgeblasenen Gassacks von der eines Gassacks unterscheidet, der identische Wandabmessungen und Verbindungen der Wände hat, dessen beide Wände aber aus demselben Gewebe bestehen wie eine der beiden unterschiedlichen Wände.
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Die Erfindung schafft also auf einfache Weise (nämlich durch die Kombination zweier unterschiedlicher, die aufblasbare Kammer begrenzenden Wände) einen Gassack bzw. ein Gassack-Grundelement, bei dem beim Aufblasen automatisch eine Biegung des Grundelements erreicht bzw. erzwungen wird. Dabei wird die Biegung durch eine geeignete Verbindung, zum Beispiel Naht oder Verwebung, noch begünstigt. Das Prinzip lässt sich besonders einfach anhand eines rechteckigen Gassack-Grundelements verdeutlichen, dessen eine Wand eine größere Elastizität, insbesondere ein größeres Elastizitätsmodul, aufweist als die andere Wand. Beim Aufblasen verformt sich die Wand mit der größeren Elastizität, insbesondere mit dem größeren E-Modul, unter Last geringer als die Wand mit der kleineren Elastizität, insbesondere dem kleineren E-Modul. Näht man die beiden Wände zusätzlich an geeigneter Stelle (teilweise) zusammen, ergibt sich beim Befüllen mit Gas eine Biegung derart, dass eine Mittelebene des Gassack-Grundelements, die im nicht aufgeblasenen Zustand gerade und parallel zu den einander gegenüberliegenden Wänden verläuft, im aufgeblasenen Zustand eine Biegung oder einen Knick aufweist. So lässt sich auf einfache und damit kostengünstige Weise ein Gassack bzw. ein Gassack-Grundelement mit einer von einer reinen Kissenform abweichenden dreidimensionalen Form erzielen. Dabei können die beiden Wände zur Bildung der aufblasbaren Kammer neben vernäht oder verwoben zu werden natürlich auch anderweitig verbunden sein, z.B. verklebt, verschweißt oder einteilig gewebt. Natürlich können die beiden Wände auch an der von den Rändern beabstandeten, abschnittsweisen Verbindung außer vernäht oder verwoben zu sein auch anderweitig miteinander verbunden werden, z.B. verklebt, verschweißt oder einteilig gewebt.
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Vorzugsweise unterscheidet sich eine der beiden Wände durch unterschiedliche Materialien, wodurch die unterschiedlichen Elastizitäten entstehen, und/oder sie unterscheiden sich durch unterschiedliche Gewebe (d.h. das Gewebe einer Wand unterscheidet sich von dem Gewebe der anderen Wand) und dadurch entstehende unterschiedliche Elastizitäten.
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Eine Variante sieht hierbei vor, dass sich eine der beiden Wände, die sich durch unterschiedliche Elastizitäten voneinander unterscheiden, über ihre gesamte Erstreckung in ihrer Materialeigenschaft und/oder in ihrem Gewebe von der Materialeigenschaft bzw. dem Gewebe der gesamten anderen Wand unterscheidet.
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Generell können sich die Gewebe der Wände durch wenigstens eine der folgenden Eigenschaften voneinander unterscheiden:
- unterschiedliche Gewebearten;
- Verwendung unterschiedlicher Garne;
- Verwendung unterschiedlich dicker Garne;
- Verwendung wärmebehandelter Garne an einer Wand und nicht wärmebehandelter Garne an der anderen Wand;
- Verwendung von Garnen, die sich durch unterschiedliche Wärmebehandlung voneinander unterscheiden;
- Einweben zumindest eines zusätzlichen Garns aus einem Kunststoff, aus Metall oder Composit-Material in eines der beiden Wände;
- Verwenden desselben Garnmaterials für beide Gewebe, wobei das Garn einer Wand zumindest abschnittsweise metallbedampft ist; und
- ein Gewebeabschnitt einer Wand weist eine Aussparung auf, die durch ein anderes Gewebe geschlossen wird, ähnlich wie dies beim Stopfen von Gewebelöchern der Fall ist.
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Das Material der beiden Wände kann sich neben der Elastizität weiterhin auch bei der Plastizität unterscheiden, sodass beim Befüllen der aufblasbaren Kammer mit Gas eine Biegung des Gassack-Grundelements erzwungen wird. Die Materialien der beiden Wände können beispielsweise unterschiedliche Zugfestigkeiten, Streckgrenzen und/oder Gleichmaßdehnungen aufweisen. Diese Größen können beispielsweise durch die Dicke und/oder das Material des Garns beeinflusst werden, aus dem die beiden Wände gewebt werden.
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Weiterhin können sich die Materialen der beiden Wände neben der Elastizität auch in ihren Anisotropie-Eigenschaften unterscheiden. Dadurch können sich die Wände beispielsweise richtungsabhängig unterschiedlich zueinander verhalten. Derartige anisotrope Eigenschaften können beispielsweise durch geeignete Webmuster und/oder die Kombination verschiedener Garnmaterialien für Kettfäden und Schussfäden hervorgerufen werden.
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Zudem können sich die Materialien der beiden Wände neben der Elastizität auch über auxetische Eigenschaften unterschieden. Derartige auxetische Textilien oder Fäden dehnen sich bei einer Streckung quer zur Streckrichtung. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Wand, die sich beim Befüllen der aufblasbaren Kammer stärker verformen soll aus einem auxetischem Textil besteht und/oder zumindest teilweise aus auxetischen Fäden bzw. Fasern hergestellt wurde. Dadurch führt eine Streckung der Wand beim Befüllen zu einer gleichzeitigen Ausdehnung quer zur Streckung.
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Bevorzugt weisen die beiden Wände unterschiedlichen Materials dieselben geometrischen Abmessungen auf. Insbesondere sind keine Falten oder dergleichen vorgesehen, die die Fertigung des Gassacks, insbesondere das Verbinden der beiden Wände miteinander, kompliziert gestalten können.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Wände länglich und im mittleren Drittel ihrer Längserstreckung miteinander vernäht oder verwoben. Unter Längserstreckung ist hier die längste Seite des ausgebreiteten Gassack-Grundelements zu verstehen. Auf diese Weise lässt sich beim Aufblasen des Gassack-Grundelements eine besonders gute Biegung erreichen.
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Eine symmetrische Form des Gassack-Grundelements, die in vielen Fällen wünschenswert ist, lässt sich erreichen, wenn die Naht oder Verwebung im Bereich einer Mittellinie des Gassack-Grundelements angeordnet ist und insbesondere achsensymmetrisch zur Mittellinie ausgebildet ist.
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In einer besonders einfachen Ausgestaltung ist die Naht oder Verwebung als Geradenabschnitt ausgebildet, der insbesondere entlang einer Mittellinie des Gassack-Grundelements verläuft.
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Alternativ kann die Naht oder Verwebung elliptisch, linsenförmig oder rauten- oder diamantförmig sein. Durch entsprechende Form des vernähten bzw. verwobenen Bereichs sowie durch geeignete Wahl in Bezug auf dessen Größe, Winkel etc. lässt sich die Biegung des Gassack-Grundelements beim Aufblasen beeinflussen.
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Dabei erstreckt sich vorzugsweise die Naht oder Verwebung nicht bis zum Rand des Gassack-Grundelements. Die aufblasbare Kammer wird also durch die die Biegung begünstigende Naht bzw. Verwebung nicht in mehrere separate Kammern unterteilt, was die Befüllung des Gassack-Grundelements erleichtert.
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Insbesondere umschließt die Naht oder Verwebung einen Bereich, in den beim Befüllen des Gassack-Grundelements kein Gas gelangt. Ebenso kann ein zweidimensionaler, vollständig vernähter Bereich mit einer Vielzahl von Nähten vorgesehen sein, etwa in Form einer Raute oder Linse.
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In einer Weiterbildung der Erfindung sind mehrere Gassack-Grundelemente vorgesehen, die strömungsmäßig miteinander verbunden sind. So lassen sich auch komplexe aufblasbare Formen realisieren, etwa in Form eines Würfels, der zum Beispiel für einen Frontgassack geeignet ist, oder einer Spirale, deren Einsatz als großflächiger Seitengassack denkbar ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Gassack ein Frontgassack und hat im aufgeblasenen Zustand seitlich gesehen zwei zusammengeklappte, jeweils kissenförmige Hälften, wobei die Naht oder Verwebung den Schwenk- und Verbindungsbereich der Hälften bildet. Ein solcher Gassack kann sich als Beifahrergassack besonders gut über die gekrümmte Kontur des Armaturenbretts wölben und weist zudem einen Freiraum zur Absorption von Aufprallenergie auf.
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Die üblicherweise nur zwei Wände sind bevorzugt mit einer identischen Außengeometrie ausgestattet, d.h. haben den gleichen Zuschnitt im flach ausgebreiteten Zustand.
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Ferner haben die Wände vorzugsweise keine Raffnähte, sondern sind flach ausbreitbar.
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Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnung. In dieser zeigen:
- - die 1 a und b schematische Darstellungen eines erfindungsgemäßen Gassacks in Draufsicht bzw. in Seitenansicht;
- - die 2 a bis c schematische Draufsichten auf drei Varianten des erfindungsgemäßen Gassacks;
- - die 3 a bis c einen erfindungsgemäßen Gassack, einmal schematisch im nicht aufgeblasenen Zustand sowie im aufgeblasenen Zustand in Draufsicht und in perspektivischer Ansicht;
- - die 4 a und b Seitenansichten eines Frontgassacks gemäß dem Stand der Technik sowie eines als Frontgassack eingesetzten erfindungsgemäßen Gassacks;
- - die 5 a bis e eine Draufsicht sowie mehrere perspektivische Ansichten eines Gassacks gemäß einer Weiterbildung der Erfindung; und
- - die 6 a bis e eine Draufsicht sowie mehrere perspektivische Ansichten eines Gassacks gemäß einer alternativen Weiterbildung der Erfindung.
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1 zeigt einen Gassack 10, der in einem Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem zum Einsatz kommt und ein Gassack-Grundelement 12 umfasst, hier insbesondere durch das Gassack-Grundelement 12 gebildet wird.
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Das Gassack-Grundelement 12 hat eine Hülle 14, die zwei gegenüberliegende, separate Teile bildende Wände 16, 18 aufweist, von denen in der Draufsicht der 1a nur die oben liegende Wand 16 zu sehen ist.
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Die beiden Wände 16, 18 haben dieselben geometrischen Abmessungen und sind an ihren Rändern 20 unter Bildung einer aufblasbaren Kammer 22 (siehe 1b) miteinander vernäht oder alternativ verwoben.
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Die Wände 16, 18 haben in der dargestellten Ausführungsform auch keinerlei Raffnähnte, d.h. sie sind eben ausbreitbar.
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Weiterhin ist eine Naht 24 vorgesehen, die allseits beabstandet von den Rändern 20 die Wände 16 und 18 miteinander verbindet.
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Bei der Ausführungsform der 1 ist die Naht 24, die alternativ eine Verwebung sein kann, als Geradenabschnitt ausgebildet und verläuft im mittleren Drittel der Längserstreckung L des Gassack-Grundelements 12, hier insbesondere genau entlang einer Mittellinie M des Gassack-Grundelements 12. Dabei erstreckt sich die Naht 24 nicht bis zum Rand des Gassack-Grundelements 12, unterteilt also insbesondere die Kammer 22 nicht in zwei separate Kammern. Insbesondere kann es sich bei der Naht 24 um einen größeren vernähten Bereich mit zahlreichen Einzelnähten handeln.
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Die beiden Wände 16, 18 haben unterschiedliche Elastizitäten.
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Beispielsweise bestehen die Wände 16, 18 aus unterschiedlichen Materialien, die sich zumindest in ihrer Elastizität voneinander unterscheiden, wobei bei der gezeigten Ausführungsform das Material der gesamten oben liegenden Wand 16 eine höhere Elastizität, insbesondere ein höheres Elastizitätsmodul, aufweist als das der gesamten unten liegenden Wand 18. Beim Befüllen der aufblasbaren Kammer 22 mit Gas verformt sich daher die Wand 16 weniger als die Wand 18.
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Generell können die unterschiedlichen Elastizitäten auch durch eine oder folgende Unterscheidungsmerkmale der beiden Wände 16, 18 erreicht werden:
- unterschiedliche Gewebearten werden verwendet, gegebenenfalls unter Verwendung desselben, d. h. identischen Garns;
- Verwendung unterschiedlicher Garne, d. h. das Garn einer Wand unterscheidet sich von dem Garn der anderen Wand;
- Verwendung unterschiedlich dicker Garne, d. h. die Dicke des Garns einer Wand unterscheidet sich von der Dicke des Garns der anderen Wand;
- Verwendung wärmebehandelter Garne an einer Wand und nicht wärmebehandelter Garne an der anderen Wand;
- Verwendung von Garnen, die sich durch eine unterschiedliche Wärmebehandlung voneinander unterscheiden, d.h. das Garn einer Wand ist wärmebehandelt, aber anders wärmebehandelt als das Garn der anderen Wand;
- Einweben zumindest eines zusätzlichen Garns aus einem Kunststoff, aus Metall oder Composit-Material in eines der beiden Wände, wodurch diese Wand weniger elastisch wird;
- Verwenden desselben Garnmaterials für beide Gewebe, wobei das Garn einer Wand zumindest abschnittsweise metallbedampft ist und dadurch weniger elastisch wird; und
- ein Gewebeabschnitt einer Wand weist eine Aussparung auf, die durch ein anderes Gewebe geschlossen wird, ähnlich wie dies beim Stopfen von Gewebelöchern der Fall ist.
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Die oben aufgeführten Möglichkeiten zur Schaffung von Wänden, die eine unterschiedliche Elastizität, insbesondere eine unterschiedliche Biegeelastizität, aufweisen, sind nicht auf die Art des Gassacks, die Größe des Gassacks, die Positionierung und Verwendung von Verbindungen der Wände usw. eingeschränkt, sondern allgemeingültig einsetzbar.
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Da zudem die Wände 16 und 18 in der Mitte des Gassack-Grundelements 12 durch die Naht 24 miteinander verbunden sind oder sein können, wird beim Befüllen der aufblasbaren Kammer 22 mit Gas eine Biegung des Gassack-Grundelements 12 erzwungen, die in 1b mit gestrichelten Linien veranschaulicht ist.
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Die Naht 24 bildet dabei den Schwenk- und Verbindungsbereich der beiden kissenförmigen Hälften 26 und 28, die beim Befüllen der aufblasbaren Kammer 22 mit Gas entstehen. Die beim Befüllen der aufblasbaren Kammer 22 wirkenden Kräfte sind in 1a durch Pfeile F veranschaulicht.
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Die Geometrie des aufgeblasenen Gassacks 10 unterscheidet sich somit von der eines Gassacks, der grundsätzlich identische Wandabmessungen und Nähte hat, dessen beide Wände aber aus demselben Gewebe (d.h. das Gewebe ist komplett, und hat identische Garne, Gewebeart, Beschichtungen usw.) bestehen wie eine der beiden unterschiedlichen Wände 16, 18.
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Neben der geraden Naht 24 sind noch weitere Nahtformen denkbar, wie in 2 gezeigt ist. Bei allen Ausführungsformen ist die Naht 24 im Bereich der Mittellinie M des Gassack-Grundelements 12 angeordnet und insbesondere achsensymmetrisch zur Mittellinie M ausgebildet.
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2b zeigt eine linsenförmige Naht 24, während die Naht 24 in 2c rauten- bzw. diamantförmig ist. Hier ist zu beachten, dass die Form und insbesondere die Biegung des Gassack-Grundelements 12 beim Befüllen mit Gas von der Form und Größe der Naht 24 bzw. des durch die Naht 24 umschlossenen Bereichs 30, in den kein Gas gelangt, abhängt.
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3 zeigt die beim Befüllen mit Gas auftretende Biegung für einen im Herstellungszustand (3a) rechteckigen Gassack 10 mit rauten- bzw. diamantförmiger Naht 24.
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In der perspektivischen Seitenansicht der 3c, die den aufgeblasenen Zustand zeigt, sind besonders gut der von der Naht 24 umschlossene, gasfreie Bereich 30 sowie die beiden zusammengeklappten, jeweils kissenförmigen Hälften 26, 28 zu erkennen.
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Ein Gassack 10 gemäß den 1 bis 3 lässt sich beispielsweise als Frontgassack einsetzen, wie in 4b für die Beifahrerseite eines Kraftfahrzeugs gezeigt ist, und ersetzt so einen gewöhnlichen kissenförmigen Gassack 1 gemäß dem Stand der Technik (siehe 4a).
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Zur Realisierung komplexer aufblasbarer Formen umfasst in einer Weiterbildung der Erfindung ein Gassack 10 mehrere Gassack-Grundelemente 12, wobei die Gassack-Grundelemente 12 vorzugsweise auch strömungsmäßig miteinander verbunden sind.
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Durch Anordnung der Gassack-Grundelemente 12 zu einem Würfelnetz lässt sich ein würfelförmiger Gassack 10 bilden, der in 5a im ausgebreiteten Zustand und in den 5b bis e schrittweise beim Befüllen gezeigt ist.
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Die Nähte 24 sind hier als rautenförmige Nahtbereiche ausgebildet und derart zwischen den Gassack-Grundelementen 12 sowie zusätzlich an den Rändern des Gassacks 10 angeordnet, dass sie schließlich an den Kanten des sich im vollständig aufgeblasenen Zustand bildenden Würfels liegen (5e).
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Zwischen den Nähten 24 liegen insgesamt sechs miteinander verbundene Abschnitte 32 der aufblasbaren Kammer 22, die die Form vierzackiger Sterne haben und die Seiten des Würfels bilden.
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6 zeigt einen weiteren Gassack 10, bei dem mehrere Grundelemente hintereinander zu einem länglichen Rechteck angeordnet und strömungsmäßig miteinander verbunden sind. Auch hier sind die Nähte 24 als rautenförmige Nahtbereiche ausgebildet, jedoch jeweils schräg zur Längserstreckung L des Gassacks 10 parallel zueinander angeordnet. Zwischen den insgesamt 11 Nähten 24 bzw. Nahtbereichen liegen im Wesentlichen sanduhrförmige Abschnitte 32 der aufblasbaren Kammer 22, die zu den Nahtbereichen vergleichbare Breite haben.
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Beim Befüllen biegt sich der Gassack 10 zu einer Spirale, wie 6e entnommen werden kann.
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Mit der Erfindung lassen sich auf einfache und kostengünstige Weise dreidimensionale, von der reinen Kissenform abweichende Gassackformen realisieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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