DE102022110803A1

DE102022110803A1 - Einteilig gewebtes insassenrückhaltesystem

Info

Publication number: DE102022110803A1
Application number: DE102022110803.1A
Authority: DE
Inventors: Dylan Moran; Bruce R. Hill
Original assignee: ZF Passive Safety Systems US Inc
Current assignee: ZF Passive Safety Systems US Inc
Priority date: 2021-05-05
Filing date: 2022-05-03
Publication date: 2022-11-10
Also published as: CN115386994A; US20220355759A1; US11891012B2

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung eines einstückig gewebten (OPW) umfasst die Bereitstellung von Fäden, das Zetteln der Fäden auf mindestens einem Baum einer Webmaschine sowie das gleichzeitige Verweben von Fäden zu einer Gewebeairbagstruktur mit zweilagigen Abschnitten, die ein aufblasbares Volumen festlegen, und einlagigen Abschnitten, die das aufblasbare Volumen begrenzende Nähte ausbilden, auf. Eine Mehrzahl der Fäden überlagert sich zur Bildung von nicht gewebten Ausrichtungselementen in mindestens einem der einlagigen Abschnitte. Die Airbagstruktur wird zugeschnitten, um den OPW-Airbag festzulegen. Die Ausrichtungselemente werden an Ausrichtungselementen auf einer Bahn ausgerichtet. Die Airbagstruktur wird mit der Bahn vernäht, wobei die Ausrichtungselemente aneinander ausgerichtet sind.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Vorrichtung zum Schutz eines Insassen eines Fahrzeugs. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen einteilig gewebten (One-Piece Woven, OPW), aufblasbaren Airbag sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es ist bekannt, ein Insassenrückhaltesystem aufzublasen, um einen Fahrzeuginsassen im Falle eines Fahrzeugzusammenstoßes zu schützen. Beispiele von Insassenrückhaltesystemen umfassen Fahrer- und Beifahrer-Frontairbags, Seitenairbags, mittige Seitenairbags, Vorhangairbags, aufblasbare Sitzairbags, aufblasbare Kniepolster sowie aufblasbare Dachverkleidungen.
Insassenrückhaltesysteme können eine Vielzahl von Konstruktionen aufweisen. Zum Beispiel kann ein Insassenrückhaltesystem aus übereinander liegenden gewebten Bahnen bestehen, die durch Mittel wie Nähen oder Ultraschallschweißen miteinander verbunden werden, um Verbindungen oder Nähte auszubilden, durch welche ein aufblasbares Volumen der Schutzeinrichtung festgelegt wird. Als weiteres Beispiel kann ein Insassenrückhaltesystem eine OPW-Konstruktion aufweisen, bei der übereinander liegende Bahnen gleichzeitig gewebt werden. Die Bahnen werden so zusammengewebt, dass sie Verbindungen oder Nähte ausbilden, durch die ein aufblasbares Volumen der OPW-Schutzeinrichtung festgelegt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Beispiel weist ein Verfahren zur Herstellung eines einteilig gewebten (OPW) Airbags ein Verfahren zur Herstellung eines OPW-Airbags auf. Das Verfahren umfasst die Bereitstellung von Fäden, das Zetteln der Fäden auf mindestens einem Baum einer Webmaschine und gleichzeitiges Verweben von Fäden zu einer Gewebeairbagstruktur mit doppellagigen Abschnitten, die ein aufblasbares Volumen festlegen, sowie einlagigen Abschnitten, die das aufblasbare Volumen begrenzende Nähte bilden. Eine Mehrzahl der Fäden überlagert sich zur Bildung von nicht gewebten Ausrichtungselementen in mindestens einem der einlagigen Abschnitte. Die Airbagstruktur wird so zugeschnitten, dass sie den OPW-Airbag festlegt. Die Ausrichtungselemente werden an Ausrichtungselementen auf einer Bahn ausgerichtet. Die Airbagstruktur wird mit der Bahn vernäht, wobei die Ausrichtungselemente aneinander ausgerichtet sind.
In einem weiteren Beispiel weist ein OPW-Airbag eine Gewebestruktur mit Fäden auf, die in ein aufblasbares Volumen festlegende, zweilagige Abschnitte und einlagige Abschnitte, welche das aufblasbare Volumen abgrenzende Nähte ausbilden, eingewebt sind. Eine Mehrzahl der Fäden überlagert sich, um nicht gewebte Ausrichtungselemente in mindestens einem der einlagigen Abschnitte auszubilden. Eine Bahn umfasst eine Mehrzahl der einander überlagernden Fäden, um nicht gewebte Ausrichtungselemente auszubilden. Die Ausrichtungselemente auf der Gewebestruktur und der Bahn werden aneinander ausgerichtet, um so die Airbagstruktur mit der Bahn zu verbinden.
In einem weiteren Aspekt, allein oder in Kombination mit einem anderen Aspekt, weisen die Ausrichtungselemente auf der Bahn Öffnungen auf.
In einem weiteren Aspekt, allein oder in Kombination mit einem anderen Aspekt, weisen die Ausrichtungselemente auf der Bahn übereinander liegende Fäden auf, die nicht gewebte Elemente bilden.
In einem weiteren Aspekt, allein oder in Kombination mit einem anderen Aspekt, wird ein Positionierungselement durch das Ausrichtungselement auf dem Airbag und das zugehörige Ausrichtungselement auf der Bahn eingeführt, bevor die Airbagstruktur mit der Bahn vernäht wird.
In einem weiteren Aspekt, allein oder in Kombination mit einem anderen Aspekt, bildet die Bahn eine Verstärkungsbahn.
In einem weiteren Aspekt, allein oder in Kombination mit einem anderen Aspekt, bildet die Bahn ein Fangband.
In einem weiteren Aspekt, allein oder in Kombination mit einem anderen Aspekt, enthält die Airbagstruktur die Bahn.
In einem weiteren Aspekt, allein oder in Kombination mit einem anderen Aspekt, werden die Ausrichtungselemente auf den einlagigen Abschnitten an den Ausrichtungselementen auf der Bahn befestigt, um eine Krümmung in der Airbagstruktur zur Steuerung einer Entfaltung des Airbags auszubilden.
In einem weiteren Aspekt, allein oder in Kombination mit einem anderen Aspekt, umfasst jedes Ausrichtungselement auf den einlagigen Abschnitten Kettfäden, die sich über Schussfäden erstrecken.
In einem weiteren Aspekt, allein oder in Kombination mit einem anderen Aspekt, umfasst jedes Ausrichtungselement auf den einlagigen Abschnitten Schussfäden, die sich über Kettfäden erstrecken.
In einem weiteren Aspekt, allein oder in Kombination mit einem anderen Aspekt, weisen die nicht gewebten Ausrichtungselemente eine erste Steifigkeit auf, die geringer als eine zweite Steifigkeit der einlagigen Abschnitte ist.
In einem weiteren Aspekt, allein oder in Kombination mit einem anderen Aspekt, bildet die Airbagstruktur einen mittigen Seitenairbag.
Andere Aufgaben und Vorteile sowie ein besseres Verständnis der Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Insassenrückhaltesystems mit einem mittigen Seitenairbag in einem verstauten Zustand in einem Fahrzeugsitz.
2A zeigt eine Draufsicht des mittigen Seitenairbags aus 1.
2B zeigt eine Draufsicht des mittigen Seitenairbags in einem entfalteten Zustand.
3 zeigt eine Seitenansicht einer Gewebestruktur zur Ausbildung des mittigen Seitenairbags.
4A zeigt eine Schnittansicht im Allgemeinen entlang der Linie 4A-4A in 3, die die Webart eines ersten Abschnitts der Gewebestruktur veranschaulicht.
4B zeigt eine Schnittansicht im Allgemeinen entlang der Linie 4B-4B in 3, die die Webart eines zweiten Abschnitts der Gewebestruktur veranschaulicht.
4C zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts aus 3.
5 zeigt eine Seitenansicht einer Rolle von Gewebematerial zur Bildung der Gewebestruktur aus 3.
6 veranschaulicht die Rolle aus 5 in einem abgerollten Zustand.
7A zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Schritts der Ausbildung des mittigen Seitenairbags.
7B ist eine schematische Darstellung eines zweiten Schritts der Ausbildung des mittigen Seitenairbags.
8 zeigt eine Seitenansicht des mittigen Seitenairbags aus 7B.
9 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Bildung des mittigen Seitenairbags aus 7B veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Vorrichtung zum Schutz eines Insassen eines Fahrzeugs. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen einteilig gewebten (OPW), aufblasbaren Airbag sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Die 1 und 2A veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 10 zum Schutz eines oder mehrerer Insassen 60 eines Fahrzeugs 12. Das Fahrzeug 12 erstreckt sich entlang einer Mittellinie 22 von einem ersten oder vorderen Ende 24 zu einem zweiten oder hinteren Ende 26. Das Fahrzeug 12 erstreckt sich zu einer linken/Fahrerseite 28 und einer rechten/Beifahrerseite 30 auf entgegengesetzten Seiten der Mittellinie 22. Jede Seite 28, 30 weist einen Seitenaufbau 29 mit einer A-Säule, einer B-Säule, einer C-Säule sowie mit den Säulen verbundenen Türen auf.
Das erste Ende 24 des Fahrzeugs 12 weist ein einem Fahrgastraum oder einer Fahrgastzelle 40 zugewandtes Armaturenbrett 42 auf. Eine Windschutzscheibe 44 befindet sich zwischen dem Armaturenbrett 42 und einem Dach 32. Das Fahrzeug 12 kann ein autonomes Fahrzeug sein, wobei in diesem Fall die Fahrgastzelle 40 keine Bedienelemente wie ein Lenkrad, Pedale, Instrumente, Mittelkonsole etc. aufweisen muss. Entsprechend kann das Armaturenbrett 42 verkleinert oder insgesamt entfernt sein, um den Raum in der Fahrgastzelle 40 maximal zu vergrößern. In dem dargestellten Beispiel erstreckt sich ein Lenkrad 49 von dem Armaturenbrett 42.
In der Fahrgastzelle 40 sind Sitze 50 positioniert. In dieser offenen Konfiguration der Fahrgastzelle 40 können die Fahrzeugsitze 50 auf vielfältige Weise konfiguriert, positioniert und ausgerichtet sein, ohne dass sie durch die Notwendigkeit eingeschränkt werden, einen Fahrzeugfahrer/-führer zu unterstützen. In 2 können beispielsweise die Sitze 50 in einer vorderen bzw. hinteren Reihe 52 und 54 angeordnet sein, die ähnlich wie konventionelle Automobile nach vorne gewandt ausgerichtet sind. Es ist zu erkennen, dass das Fahrzeug 12 alternativ mehr oder weniger Reihen von Sitzen 50 (nicht dargestellt) aufweisen könnte. In jedem Fall ist jedem Sitz 50 ein Sicherheitsgurt 56 zum Zurückhalten eines Insassen 60 auf diesem Sitz zugeordnet.
Jeder Sitz 50 weist ein Unterteil 53 zum Aufnehmen der Beine 66 des Insassen 60 auf. Eine Rückenlehne 55 verläuft von dem Unterteil 53 in Richtung des Dachs 32 und nimmt den Oberkörper 64 des Insassen 60 auf. Eine Kopfstütze 57 ist mit der Rückenlehne 55 verbunden und nimmt den Kopf 62 des Insassen 60 auf.
Die Vorrichtung 10 des Ausführungsbeispiels ist ein Insassenrückhaltesystem14, welches in eine Position zwischen dem Fahrer- und dem Beifahrersitz in der vorderen Reihe aufblasbar/entfaltbar ist. In dieser Ausführung kann das Insassenrückhaltesystem 14 auch als mittiger Seitenairbag bezeichnet werden. Das Insassenrückhaltesystem 14 kann jedoch auch alternative Ausführungen aufweisen.
Das Insassenrückhaltesystem 14 kann beispielsweise zur Entfaltung an jeder beliebigen Stelle des Fahrzeugs, z.B. Lenkrad, Tür, Vordersitz, Dach etc., ausgeführt sein. Andere Insassenrückhaltesysteme (nicht dargestellt), die gemäß der Erfindung konstruiert sein können, können beispielsweise Vorhangairbags, Seitenaufprallairbags, aufblasbare Sicherheitsgurte, aufblasbare Kniepolster sowie aufblasbare Dachverkleidungen aufweisen. Die Vorrichtung 10 kann daher zum Schutz des Fahrers und/oder einer beliebigen Anzahl an Passagieren in dem Fahrzeug 12 verwendet werden.
Das in den 1-2A gezeigte Insassenrückhaltesystem 10 weist mindestens eine Fahrzeuginsassen-Schutzeinrichtung in Form von aufblasbaren Gewebeairbag-Strukturen oder Airbags 80 auf, die in jedem Sitz 50, z.B. in der Rückenlehne 55 oder dem Sitzunterteil 53, in der vorderen Reihe 52 angebracht sind. Der der rechten oder Beifahrerseite 30 des Fahrzeugs 12 zugeordnete Airbag 80 ist ein beifahrerseitiger Airbag. Der der linken oder Fahrerseite 28 des Fahrzeugs 12 zugeordnete Airbag 80 ist ein fahrerseitiger Airbag. Es ist erkennbar, dass einer oder sowohl der beifahrer- als auch der fahrerseitige Seitenairbag 80 alternativ in einem anderen Fahrzeugaufbau wie z.B. einer Mittelkonsole 51 zwischen dem Fahrer- und dem Beifahrersitz angebracht werden können.
Vor diesem Hintergrund wird der Kürze halber, auch wenn die Airbags 80 in den jeweiligen fahrerseitigen 28 und beifahrerseitigen 30 Sitzen 50 ähnlich sind, die Konstruktion und der Betrieb von lediglich dem Airbag auf der Fahrerseite und dem Beifahrersitz 50 zugeordnet erläutert. Es ist außerdem erkennbar, dass einer oder mehrere Airbags 80 in dem/den Sitz(en) 50 in der hinteren Reihe 54 (nicht dargestellt) vorgesehen sein kann/können. Abgesehen davon betrifft jede Bezugnahme auf einen Insassen 60 den Fahrerinsassen auf der linken Seite 28 des Fahrzeugs 12 im Gegensatz zu dem Beifahrerinsassen auf der rechten Seite 30 (falls nichts anderes angegeben ist). In ähnlicher Weise betrifft jede Bezugnahme auf einen Fahrzeugsitz 50 den Sitz zum Aufnehmen des Fahrerinsassen 60 auf der linken Seite 28 (falls nicht anderes angegeben ist).
Ein Gasgenerator 82 ist mit dem mittigen Seitenairbag 80 fluidverbunden und mit dem Airbag in einer Abdeckung oder einem Gehäuse/Modul 68 versehen, das sodann in dem Sitz 50 platziert wird. Der Gasgenerator 82 kann eine bekannte Konstruktion aufweisen, die zum Aufblasen des mittigen Seitenairbags 80 geeignet ist. Beispielsweise kann der Gasgenerator 82 eine gespeicherte Menge an unter Druck stehendem Aufblasmedium (nicht dargestellt) in Form eines Gases zum Aufblasen des mittigen Seitenairbags 80 enthalten. Alternativ kann der Gasgenerator 82 eine Kombination aus unter Druck stehendem Aufblasmedium und entzündbarem Material zum Erhitzen des Aufblasmediums enthalten oder kann ein pyrotechnischer Gasgenerator sein, der die Verbrennung von gaserzeugendem Material zur Erzeugung von Aufblasmedium nutzt. Als eine weitere Alternative kann der Gasgenerator 82 von jeder geeigneten Art bzw. Konstruktion sein, um ein Medium zum Aufblasen des mittigen Seitenairbags 80 zuzuführen. In jedem Fall weist der Gasgenerator 82 Öffnungen (nicht dargestellt) auf, durch welche Aufblasmedium in den mittigen Seitenairbag 80 geleitet wird.
Das Fahrzeug 12 weist einen oder mehrere Sensoren (nicht dargestellt) zur Erfassung des Eintritts eines Ereignisses auf, für welches das Aufblasen des mittigen Seitenairbags 80 erwünscht ist. Beispiele derartiger Ereignisse umfassen einen Fahrzeugaufprall, z.B. Front-, Heck-, Seiten-, versetzten oder schrägen Aufprall, einen Fahrzeugüberschlag oder beides. Bei der Erfassung des Ereignisses liefert der Sensor (ein) elektrische(s) Signal(e) über Leitungen 88 an den Gasgenerator 82 (oder eine damit verbundene Steuereinrichtung 89), wodurch der Gasgenerator auf bekannte Weise betätigt wird und Medium unter Druck in den mittigen Seitenairbag 80 abgibt.
Der mittige Seitenairbag 80 ist aus einem nicht aufgeblasenen und verstauten Zustand, wie in 1 und 2A dargestellt, in einen aufgeblasenen und entfalteten Zustand, wie in 1 und 2B dargestellt, aufblasbar. Insbesondere bläst sich der mittige Seitenairbag 80 unter dem Druck des Aufblasmediums aus dem Gasgenerator 82 von der Rückenlehne 55 weg und in eine Vorwärtsrichtung A des Fahrzeugs 12 in eine Position zwischen dem Fahrersitz und dem Beifahrersitz auf. Der mittige Seitenairbag 80 schützt im aufgeblasenen Zustand den Fahrzeuginsassen 60 auf dem Fahrersitz 50 im Falle eines Aufpralls auf das Fahrzeug 12, eines Fahrzeugüberschlags oder von beidem. Der mittige Seitenairbag 80 nimmt im aufgeblasenen Zustand außerdem die Energie von Aufschlägen auf den mittigen Seitenairbag auf und verteilt die Aufprallenergie über eine große Fläche desselben.
Bezugnehmend auf die 2 und 3 weist in diesem Ausführungsbeispiel der mittige Seitenairbag 80 einstückig ausgebildete Bahnen 90 auf, die so zusammenwirken, dass sie ein aufblasbares Volumen 92 festlegen. Entlang der Bahnen 90 verlaufende Nähte 94 legen aufblasbare Kammern 96 innerhalb des aufblasbaren Volumens 92 sowie nicht aufblasbare Abschnitte 98 fest. Der mittige Seitenairbag 80 weist eine OPW-Konstruktion auf, bei der der Airbag ein einzelner, einheitlicher, gewebter Gegenstand mit Abschnitten, d.h. den Bahnen 90, die gleichzeitig als getrennte, voneinander beabstandete Materiallagen gewebt sind, und Abschnitten, d.h. den Nähten 94, die als eine einzelne Lage (d.h. nicht voneinander beabstandete Lagen) gewebt sind, ist. Die OPW-Konstruktion kann besonders vorteilhaft in einer mittigen Seitenairbag-Konstruktion sein, da diese Konstruktion lang andauernde Aufblas- und hohe Druckbeaufschlagungsfähigkeiten ermöglichen kann, welche für diese und andere Arten von Airbags wünschenswert sein können.
Die bestimmte OPW-Ausführung des mittigen Seitenairbags 80 ist lediglich beispielhaft. Die vorliegende Erfindung ist für den Einsatz in OPW-Airbagstrukturen geeignet, die jede beliebige Ausführung aufweisen, z.B. mehrere aufblasbare Abschnitte, einen einzigen aufblasbaren Abschnitt, keine aufblasbaren Abschnitte sowie eine beliebige Anzahl von Nähten, einschließlich keiner Naht. Abgesehen davon weist der mittige Seitenairbag 80 eine OPW-Konstruktion auf, die Nahtintegrität, einfacheres und kompakteres Verpacken sowie einheitliche Schrumpfung in der Schussrichtung begünstigt. Um dies zu erfüllen, ist die OPW-Konstruktion des mittigen Seitenairbags 80 so ausgeführt, dass bestimmte Abschnitte des Airbags mit unterschiedlichen Webmustern gewebt sind. Bei der Beschreibung des mittigen Seitenairbags 80 wird auf seine Länge, die in einer Kettrichtung gemessen wird (von links nach rechts bei Betrachtung in 3), und seine Breite Bezug genommen, die senkrecht zur Länge und in einer Schussrichtung gemessen wird (von oben nach unten bei Betrachtung in 3).
Bezugnehmend auf 4A weisen die Bahnen 90 jeweils eine Mehrzahl von Kettfäden oder „Fadenketten“ auf, bei 110 angegeben. Die Bahnen 90 weisen außerdem jeweils eine Mehrzahl von Schussfäden oder „Schüssen“ auf, bei 112 angegeben. Die Kettfäden 110 und die Schussfäden 112 sind senkrecht zueinander ausgerichtet. Die Kettfäden 110 sind mit den Schussfäden 112 in einer abwechselnden oder „auf-und-abwärts“ Art und Weise verschlungen. In anderen Bereichen des mittigen Seitenairbags 80 als den Nähten 94 ist jede Bahn 90 in einem 1x1 Webmuster gewebt, das im Stand der Technik als ein „Leinwandbindungs“-Muster bezeichnet wird. In dieser Leinwandbindung werden einzelne Kettfäden 110 um einzelne Schussfäden 112 herumgeschlungen, wie in 4A dargestellt. Da der mittige Seitenairbag 80 eine OPW-Konstruktion aufweist, bezeichnet man die Leinwandbindung im Stand der Technik als eine doppellagige Leinwandbindung.
Webmuster enthalten das, was im Stand der Technik als „Flottungen“ bezeichnet wird. Eine „Flottung“ bezieht sich auf die Anzahl an aneinander angrenzenden Kettfäden 110 oder Schussfäden 112, über oder unter der ein Kettfaden bzw. ein Schussfaden verläuft. Die Anzahl an Flottungen in einem Gewebe variiert mit der bestimmten Webart, mit der das Gewebe gewebt ist. Beispielsweise weist ein Leinwandgewebe einzelne Flottungen auf, da die Schuss- und Kettfäden jeweils über und unter einzelnen Kett- bzw. Schussfäden verlaufen. Als weiteres Beispiel enthält ein 2x2 Fasergewebe zwei Flottungen, da die Schussfäden und Kettfäden jeweils über und unter zwei aneinander angrenzenden Kett- bzw. Schussfäden verlaufen.
Die Nähte 94 weisen Konstruktionen auf, die von dem Leinwandbindungsmuster abweichen, um eine erwünschte Funktion für die jeweilige Naht bereitzustellen. In dem in 3 dargestellten Abschnitt hat die Naht 94 ein zwei-mal-zwei (2x2) gefolgt von drei-mal-drei (3x3) Webmuster, das keine Leinwandbindung darstellt, nachstehend als Webmuster mit geringer Flottung bezeichnet. Webmuster mit geringer Flottung sind in dem US-Patent mit der Veröffentlichungs-Nr. 2006/0236403 gezeigt und beschrieben, das insgesamt durch Bezugnahme hier aufgenommen wird.
In diesem 1×2 Webmuster ist der mit 122 bezeichnete Kettfaden 110 ein erster Kettfaden und ist der mit 124 bezeichnete Kettfaden ein zweiter Kettfaden. Die Fäden 122 und 124 sind abwechselnd über und unter Gruppen von zwei Schussfäden 112 geschlungen. Jeder Kettfaden 110 ist auf entgegengesetzten Seiten jedes Schussfadens 112 verschlungen. Es ist jedoch erkennbar, dass die Naht 94 ein alternatives Webmuster, das keine Leinwandbindung ist, aufweisen kann, wovon nachstehend Beispiele angegeben sind.
In Bereichen eines Gewebes, in denen sich unterschiedliche Webmuster miteinander verbinden, können Flottungen zusätzlich zu denen, die normalerweise in den Webmustern entstehen, auftreten. Dies ist insbesondere in einer OPW-Airbagausführung relevant, in der sich eine doppellagige Leinwandbindung mit einem Webmuster ohne Leinwandbindung verbindet, z.B. an den Übergängen zwischen den aufblasbaren Kammern 96 und den Nähten 94. Die Anzahl und Position dieser Flottungsüberschüsse wird durch das Webmuster des Gewebes an der Übergangsstelle bestimmt. Während das Vorliegen von Flottungsüberschüssen an der Übergangsstelle unvermeidbar sein kann, kann das Webmuster weitgehend so ausgeführt sein, dass es eine gewünschte Anzahl an Flottungen an einer gewünschten Position an der Übergangsstelle zwischen den Webmustern platziert.
In dem Ausführungsbeispiel weist der mittige Seitenairbag 80 sowohl Leinwandbindungsabschnitte als auch Nicht-Leinwandbindungsabschnitte auf. Abschnitte 200 des mittigen Seitenairbags (ohne Schraffur angegeben) kennzeichnen Abschnitte der gewebten Bahnen 90, die in getrennten Lagen mit einer Leinwandbindung gewebt sind. Durch Schraffur bei 202 gekennzeichnete Abschnitte des mittigen Seitenairbags 80 kennzeichnen Abschnitte der gewebten Bahnen 90, die mit dem 1×2 Webmuster mit geringer Flottung zusammengewebt sind, um die Nähte 94 des mittigen Seitenairbags 80 auszubilden. Die die Nähte 94 bildenden Abschnitte 202 können alternative Webmuster aufweisen, eines oder mehrere der folgenden: ein 3x3 Panamabindungsmuster, ein alternatives Korbflechtmuster und/oder ein Webrapportmuster.
Ein durch Schraffur bei 206 gekennzeichneter Abschnitt erstreckt sich um den gesamten Umfang 208 des mittigen Seitenairbags 80 und kennzeichnet Abschnitte der mit einem BST 99 Webmuster zusammengewebten Bahnen 90. Einer oder mehrere Abschnitte 206 können auch innerhalb des Umfangs 208 vorgesehen sein. Die Abschnitte 206 sind einlagige/nicht aufgeblasene Abschnitte.
Ein oder mehrere Ausrichtungselemente 210 sind in einem oder mehreren der Abschnitte 206 vorgesehen und deshalb in den einlagigen/nicht aufgeblasenen Abschnitten vorgesehen, die von den aufblasbaren Abschnitten 92, 96 des Airbags 80 beabstandet sind. In einem Beispiel sind die Ausrichtungselemente 210 dadurch gebildet, dass die Kettfäden 110 und Füllfäden 112 in einem vorgegebenen Bereich in dem Abschnitt 206 nicht miteinander verwoben werden. Anders ausgedrückt sind vorgegebene Bereiche von nicht gewebten Fäden 110, 112 in Bereichen von miteinander verwobenen Fäden 110 in einem oder mehreren der Abschnitte 206 vorgesehen, um Ausrichtungselemente 210 festzulegen.
Zu diesem Zweck, und bezugnehmend auf die 4B-4C, können die Kettfäden 110 in den Schussfäden 112 verborgen werden. Das heißt, die Kettfäden 110 können sandwichartig zwischen den Schussfäden 112 angeordnet werden. In den angrenzenden Schüssen können die Schussfäden 112 in den Kettfäden 110 verborgen werden. Das abwechselnde Muster setzt sich über das gesamte Ausrichtungselement 210 fort, so dass es die in 4C dargestellte Struktur bildet.
Alternativ können die Kettfäden 110 die Füllfäden 112 in dem Bereich überlagern oder können die Füllfäden die Kettfäden in dem Bereich überlagern. In jedem Fall sind in dem dargestellten Beispiel erste, zweite und dritte Paare 210a-210c von Ausrichtungsmerkmalen innerhalb der Abschnitte 206 vorgesehen (3). Anhand der Anmeldung werden mehr oder weniger Ausrichtungsmerkmale 210 paarweise oder anderweitig in ein und denselben oder unterschiedlichen Positionen in Betracht gezogen.
Unabhängig davon sind die nicht gewebten Abschnitte der Fäden 110, 112, die die Ausrichtungselemente 210 festlegen, von Natur aus vergleichsweise lockerer gegenüber den angrenzenden gewebten Abschnitten 206 der Fäden. In anderen Worten sind, während die gewebten Fäden 110, 112 eng aneinander befestigt sind (vergleichsweise höhere Steifigkeit), um eine Relativbewegung zwischen diesen zu verhindern, die nicht gewebten Abschnitte der Fäden in der Lage, sich in der/den allgemein bei B angegebenen Weise/Richtungen ohne übermäßige Kraft bezüglich zueinander zu bewegen (vergleichsweise geringere Steifigkeit). In diesem Sinne können sich die nicht gewebten Abschnitte der Fäden 110, 112 bezüglich zueinander ausreichend bewegen, um Zwischenräume oder Öffnungen zwischen diesen zu schaffen.
Die Ausrichtungselemente 210 sind dazu vorgesehen, den Airbag 80 mindestens an sich selbst und/oder einer weiteren Materialbahn zu befestigen. Zu diesem Zweck können die Ausrichtungselemente 210 dazu verwendet werden, einen Abschnitt des Airbags 80 an einem weiteren gefalteten Abschnitt des Airbags auszurichten. Alternativ oder zusätzlich können die Ausrichtungselemente 210 den Airbag 80 an einer Materialbahn ausrichten, die als Verstärkungsbahn und/oder Fangband eingesetzt wird, um den Airbag während der Entfaltung zu verstärken oder zu formen.
Wieder zurück zu 3, sind durch Schraffur bei 212 markierte Abschnitte des mittigen Seitenairbags 80 entlang der Oberseite des Umfangs 208 vorgesehen. Jeder Abschnitt 212 weist eine oder mehrere Öffnungen 214 auf, die Befestigungselemente (nicht dargestellt) aufnehmen, um den mittigen Seitenairbag 80 am Sitz 50, z.B. am Rahmen der Rückenlehne 55, zu befestigen. Die Abschnitte 212 bezeichnen Abschnitte der Bahn 90, die mit einem Panamawebmuster, beispielsweise einem 4x3x4x3 Panamawebmuster, zusammengewebt sind.
Abschnitte 216 des mittigen Seitenairbags 80 sind an den vorderen und hinteren Enden des mittigen Seitenairbags vorgesehen und bezeichnen Abschnitte der Bahnen 90, die mit einem Messmarkenwebmuster zusammengewebt sind. Es versteht sich, dass jeder der Abschnitte 206, 210, 212, 216 aus dem Stand der Technik bekannte, alternative Webmuster aufweisen kann.
Die Abschnitte mit Leinwandbindung und Nicht-Leinwandbindung der Bahnen 90 können unterschiedliche Gasdurchlässigkeiten aufweisen. Beispielsweise können die Abschnitte in Nicht-Leinwandbindung aufgrund der lockereren Webart und der höheren Neigung zu Fadenverschiebung bei der Nicht-Leinwandbindung eine höhere Gasdurchlässigkeit aufweisen als die Abschnitte in Leinwandbindung. Zu diesem Zweck kann eine äußere Beschichtung und/oder Laminierung 230 auf die Bahnen 90 aufgebracht werden, um die Gasdurchlässigkeit der Bahnen zu steuern und die Gasdurchlässigkeit der Bahnen auf einem gewünschten Niveau zu halten.
Die Beschichtung 230 kann aus jeder beliebigen Beschichtung bestehen, die dazu geeignet ist, gewünschte Durchlässigkeitseigenschaften bereitzustellen. Die Beschichtung 230 kann beispielsweise ein gasundurchlässiges oder im Wesentlichen gasundurchlässiges Urethan- oder Silikonmaterial aufweisen. In jedem Fall kann der mittige Seitenairbag 80 somit die verbesserte Nahtintegrität und Verpackung aufrechterhalten, die durch die vorstehend beschriebenen Abschnitte in Leinwandbindung und in Nicht-Leinwandbindung bereitgestellt werden, ohne auf die Gasdurchlässigkeit zu verzichten.
Die zur Herstellung des mittigen Seitenairbags 80 verwendeten Bahnen 90 werden in einer durchgehenden Rolle aus Gewebematerial 250 gebildet, wie in 5 (gerollt) und 6 (abgerollt) gezeigt. Die zum Weben der Bahnen 90 verwendeten Webmuster sind so gewählt, dass sie eine Verarbeitung der gewebten Materialrolle 250 begünstigen. Sobald die Rolle 250 hergestellt und ein Überzug/Überzüge 230 aufgebracht ist/sind, werden die Bahnen 90 aus der Rolle ausgeschnitten, um den mittigen Seitenairbag 80 festzulegen. Dieser Zuschnitt kann durch Schneidemaschinen (nicht dargestellt) erfolgen, welche Bildverarbeitungssysteme zur Erhöhung der Schneidgenauigkeit verwenden.
Die Bildverarbeitungssysteme suchen nach Markierungen auf dem Gewebe der Rolle 250, wodurch das System feststellen kann, ob Schnitte an den geeigneten Positionen ausgeführt werden. Normalerweise umfassen diese Markierungen sich kreuzende Markierungsfäden 260 (6), die in das Gewebe der Bahnen 90 eingewebt werden, wenn sich die Rolle in einem ausgerollten Zustand befindet. Die Markierungsfäden 260 haben eine Farbe, die sich von dem übrigen Gewebe auf der Rolle 250 unterscheidet und damit optisch hervorsticht. Die Markierungsfäden 260 sind auf einer ersten Seite 252 der Rolle 250 sichtbar, wobei eine zweite, gegenüberliegende Seite 254 der Rolle weiß ist.
Zum Weben der sich kreuzenden Markierungsfäden 260 werden nichtweiße farbige Fäden an bestimmten Positionen auf dem Kettbaum (oder direkt an der Webmaschine) eingefügt. Zur Ausbildung der Kreuzungen der Markierungsfäden 260 werden Fäden an den entsprechenden Schusspositionen über die Länge der Rolle 250 eingeführt. Folglich bildet sich ein Raster aus Kett- und Schussmarkierungsfäden 260 auf der ersten Seite 252 der Rolle 250. Die Markierungsfäden 260 können beispielsweise aus schwarzen Markierungsfäden mit 470 dtex bestehen, welche das Bildverarbeitungssystem erkennen kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die nicht gewebten Ausrichtungsmerkmale 210 dazu verwendet, den zugeschnittenen Airbag 80 an sich selbst und/oder an zusätzlichen Materialbahnen zu befestigen. Bezugnehmend auf 7A ist eine zusätzliche Bahn 300 vorgesehen, die sowohl als Verstärkungsbahn als auch als Fangband wirkt. Die zusätzliche Bahn 300 weist ein erstes, zweites und drittes Paar von Ausrichtungselementen 304, 306, 308 auf, die Öffnungen darstellen können, welche in der Bahn oder nicht gewebten Elementen ähnlich der Ausführung der Ausrichtungselemente 210 ausgebildet sind.
Die zweiten Ausrichtungselemente 306 in der Bahn 300 sind an den nicht gewebten Ausrichtungselementen 210b in dem Airbag 80 ausgerichtet. Die dritten Ausrichtungsmerkmale 308 in der Bahn 300 sind an den Ausrichtungselementen 210c in dem Airbag 80 ausgerichtet. Positionierungselemente 311 (siehe Einfügung), wie z.B. Passstifte, erstrecken sich durch jedes Paar von entsprechenden ausgerichteten Elementen 21 0b, 21 0c, 306, 308. Dadurch wird die Bahn 300 bezüglich des Airbags 80 in einer genauen, vorgegebenen, überlappenden Art und Weise positioniert und ausgerichtet. Es ist erkennbar, dass zur Verdeutlichung nur die dem Ausrichtungsmerkmal 210c zugeordneten Fäden 110, 112 in der Einfügung dargestellt sind. Tatsächlich würden auch die die Ausrichtungselemente 308 bildenden Fäden vorliegen.
Da die Ausrichtungselemente 210b, 210c, 306, 308 nicht gewebte, übereinander gelegte Fäden darstellen, können die Fäden so verschoben werden, dass sie einen Durchgang der Positionierungselemente 311 durch den Airbag 80 und die Bahn 300 hindurch ermöglichen. Anders ausgedrückt bewegen sich die nicht gewebten Fäden 110, 112 bezüglich der angrenzenden gewebten Fäden in der Art und Weise B, um die Positionierungselemente 311 durch die Ausrichtungselemente 210b, 210c, 306, 308 hindurch einfach aufzunehmen.
Sobald der Airbag 80 und die Bahn 300 durch die Positionierungsteile 311 ausgerichtet sind, wird eine Naht 310, 320 durch den Airbag und die Bahn hindurch bereitgestellt, um diese aneinander zu befestigen. Die Naht 310 verläuft zwischen den Ausrichtungselementen 210b, 306 von einem ersten Ende 312 zu einem zweiten Ende 314. Die Enden 312, 314 können einander überlagern. Die Naht 320 verläuft zwischen den Ausrichtungselementen 210c, 308 von einem ersten Ende 322 zu einem zweiten Ende 324. Die Enden 322, 324 überlagern einander. Weiterhin können die Abschnitte 212 symmetrisch gefaltet werden, um die jeweiligen Öffnungen 214 auszurichten. Die Naht 330, 332 befestigt sodann die jeweils umgeklappten Abschnitte aneinander.
In den 7B und 8 wird der Airbag 80 dann um eine Mittellinie 326 in der Art und Weise A in Richtung der Bahn 300 gefaltet, bis die ersten Ausrichtungselemente 210a auf dem Airbag an den ersten Ausrichtungselementen 304 auf der Bahn 300 ausgerichtet sind. Positionierungselemente 311 werden durch jedes Paar entsprechend ausgerichteter Elemente 210a, 304 geführt, um den gefalteten Abschnitt des Airbags 80 zu der Bahn 300 auszurichten. Eine Naht 340 ist durch den gefalteten Abschnitt des Airbags 80 und die Bahn 300 hindurch vorgesehen, um diese zu befestigen. Die Naht 340 erstreckt sich zwischen den Ausrichtungselementen 210a, 304 von einem ersten Ende 342 zu einem zweiten Ende 344. Die Enden 342, 344 können einander überlagern. Aufgrund dieser Ausführung wird in dem Airbag 80 eine Falte oder eine Krümmung 346 ausgebildet.
Mit Rückbezug auf 2B wirkt die Krümmung 346 beim Aufblasen und Entfalten des Airbags 80 derart, dass diese die Entfaltung des Airbags auf eine vorgegebene Art und Weise lenkt und steuert. Hierzu begrenzt die Krümmung 346 die vollständige Entfaltung eines Abschnitts des Airbags 80, was bei Betrachtung von oben zu einem abgewinkelten oder im Wesentlichen L-förmigen Airbag 80 führt. Auf diese Weise wirkt die Bahn 300 als Fangband zum Lenken/Steuern der Entfaltung des Airbags 80. Dadurch wird ein Insasse 60 im Falle eines Aufprallszenarios, bei dem sich der Insasse in Richtung nach innen/nach innen-vorne bewegt, vorteilhaft geschützt.
In einem beispielhaften Verfahren 350 zur Bildung des mittigen Seitenairbags 80, wie in 9 dargestellt, werden im Schritt 360 Fäden bereitgestellt. Im Schritt 362 werden die Fäden auf mindestens einem Baum einer Webmaschine, z.B. einer Luftdüsenwebmaschine oder einer Greiferwebmaschine, gezettelt. Im Schritt 364 werden die gezettelten Fäden auf der Webmaschine gewebt, um die Rolle 250 herzustellen, die eine OPW-Konstruktion aufweist und die nicht gewebten Ausrichtungselemente 210 umfasst. Die Rolle 250 aus Rohgarn kann mit der Beschichtung 230 (nicht dargestellt) beschichtet werden. Im Schritt 366 wird die beschichtete Rolle 250 nach dem in 7A gezeigten Muster zugeschnitten, um den mittigen Seitenairbag 80 festzulegen. Im Schritt 368 wird die Bahn 300 mit Hilfe der entsprechenden Ausrichtungselemente 210a-c, 304, 306, 308 an dem Airbag 80 ausgerichtet. Im Schritt 370 werden der Airbag 80 und die Bahn 300 zusammengenäht. Es ist erkennbar, dass die Schritte 368 und 370 eine oder mehrere Wiederholungen zur Ausrichtung der Teile und des Zusammennähens derselben umfassen können. Die Positionierungselemente 311 können, müssen aber nicht verwendet werden.
Die Verwendung nicht gewebter Abschnitte des Airbags zum Festlegen der Ausrichtungselemente - im Gegensatz zum Ausschneiden der Ausrichtungsöffnungen nach dem Weben - trägt vorteilhaft dazu bei, genauer positionierte Öffnungen bereitzustellen, und verringert die Schneidezeit. Insbesondere werden die Ausrichtungsöffnungen für die Positionierungselemente in aktuellen Airbag-Herstellungsverfahren mit Laser ausgeschnitten, nachdem alle Web- und Nähschritte durchgeführt wurden, um den Airbag zu konstruieren, bevor (eine) weitere Bahn(en) daran befestigt werden.
Zu diesem Zweck werden die Ausrichtungsöffnungen normalerweise anhand der Markierungsfäden positioniert/angebracht. Das Webverfahren kann jedoch eine lokal begrenzte Verzerrung der Fäden weg von den Markierungsfäden verursachen. Folglich kann das die Ausrichtungsöffnungen positionierende Computerprogramm die Ausrichtungsöffnungen ungewollt zum Ausschneiden an Stellen anordnen, welche sich zu nahe an einer Naht und/oder dem aufblasbaren Volumen befinden. Weiterhin können Toleranzen in dem Laserschneideprogramm vergleichsweise geringere Abweichungen von idealen Positionen der Ausrichtungsöffnungen verstärken. Falls die Ausrichtungsöffnungen dann an der Naht und/oder dem aufblasbaren Volumen ausgeschnitten würden, müsste der gesamte Airbag eventuell verworfen werden.
Abgesehen davon können durch die Aufnahme der Ausrichtungsmerkmale in das Webprogramm und dadurch die Ausbildung der Ausrichtungsmerkmale während des Webverfahrens vorteilhafterweise nicht nur Positionierungsprobleme aufgrund von Fadenverzerrung und Laserschneidetoleranzen gelöst werden, sondern es wird auch die gesamte Laserschneide-Betriebszeit verkürzt.
Die vorstehend beschriebenen Beispiele sind Beispiele für die vorliegende Erfindung. Es ist natürlich nicht möglich, jede vorstellbare Kombination von Bauteilen oder Methoden zum Zwecke der Beschreibung der vorliegenden Erfindung zu beschreiben, aber ein Durchschnittsfachmann wird erkennen, dass viele weitere Kombinationen und Vertauschungen der vorliegenden Erfindung möglich sind. Dementsprechend soll die vorliegende Erfindung alle derartigen Änderungen, Abwandlungen und Varianten umfassen.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines einstückig gewebten (OPW) Airbags, mit den Schritten: Bereitstellen von Fäden; Zetteln der Fäden auf mindestens einem Baum einer Webmaschine; gleichzeitiges Verweben von Fäden zu einer Gewebeairbagstruktur mit zweilagigen Abschnitten, die ein aufblasbares Volumen festlegen, und einlagigen Abschnitten, die das aufblasbare Volumen abgrenzende Nähte ausbilden, wobei sich eine Mehrzahl der Fäden überlagert, um nicht gewebte Ausrichtungselemente in mindestens einem der einlagigen Abschnitte auszubilden; Zuschneiden der Airbagstruktur, die insbesondere einen mittigen Seitenairbag ausbildet, um den OPW-Airbag festzulegen; Ausrichten der Ausrichtungselemente an Ausrichtungselementen auf einer Bahn; sowie Vernähen der Airbagstruktur mit der Bahn, wobei die Ausrichtungselemente aneinander ausgerichtet sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ausrichtungselemente auf der Bahn Öffnungen aufweisen oder auf der Bahn übereinanderliegende Fäden, die nicht gewebte Elemente ausbilden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin mit dem Einführen eines Positionierungselements durch das Ausrichtungselement auf dem Airbag und das zugeordnete Ausrichtungselement auf der Bahn, bevor die Airbagstruktur mit der Bahn vernäht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bahn eine Verstärkungsbahn oder ein Fangband umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergeheneden Ansprüche, wobei die Airbagstruktur die Bahn enthält.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin mit dem Befestigen der Ausrichtungselemente auf den einlagigen Abschnitten an den Ausrichtungselementen auf der Bahn, um eine Krümmung in der Airbagstruktur zur Steuerung der Entfaltung des Airbags auszubilden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes Ausrichtungselement auf den einlagigen Abschnitten Kettfäden aufweist, die über Schussfäden verlaufen oder wobei jedes Ausrichtungselement auf den einlagigen Abschnitten Schussfäden aufweist, die über Kettfäden verlaufen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die nicht gewebten Ausrichtungselemente eine erste Steifigkeit aufweisen, die geringer als eine zweite Steifigkeit der einlagigen Abschnitte ist.
OPW-Airbag, mit: einer Gewebestruktur mit Fäden, die zu zweilagigen, ein aufblasbares Volumen festlegenden Abschnitten und einlagigen Abschnitten, die das aufblasbare Volumen begrenzende Nähte bilden, verwebt sind, wobei sich eine Mehrzahl der Fäden überlagert, um nicht gewebte Ausrichtungselemente in mindestens einem der einlagigen Abschnitte auszubilden; und einer Bahn, die eine Mehrzahl der sich überlagernden Fäden zur Bildung von nicht gewebten Ausrichtungselementen enthält, wobei die Ausrichtungselemente auf der Gewebestruktur und der Bahn zueinander ausgerichtet sind, um dadurch die Airbagstruktur, die insbesodnere einen mittigen Seitenairbag ausbildet, mit der Bahn zu verbinden.
OPW-Airbag nach Anspruch 9, wobei die Bahn ein Fangband umfasst.
OPW-Airbag nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Airbagstruktur die Bahn enthält.
OPW-Airbag nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Ausrichtungselemente auf der Gewebestruktur an den Ausrichtungselementen auf der Bahn so ausgerichtet sind, dass sie eine Krümmung in der Gewebestruktur zum Steuern der Entfaltung des Airbags bilden.
OPW-Airbag nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei jedes Ausrichtungselement auf den einlagigen Abschnitten Kettfäden aufweist, die über Schussfäden verlaufen oder wobei jedes Ausrichtungselement auf den einlagigen Abschnitten Schussfäden aufweist, die über Kettfäden verlaufen.
OPW-Airbag nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die nicht gewebten Ausrichtungselemente eine erste Steifigkeit aufweisen, die geringer als eine zweite Steifigkeit der einlagigen Abschnitte ist.