DE19730161A1 - Gassackvorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gassackvorrichtung (Airbag) und ein Verfahren zu deren Herstellung.

Ein Fahrzeug-Airbag muß im Falle eines schwereren Unfalls sehr schnell aufgeblasen werden. Nach dem Aufblasen muß der Airbag wieder schnell zusammenfallen, um Fahrzeuginsassen beim Verlassen des Fahrzeugs nicht zu behindern oder die Sicht zu rauben. Zum Aufblasen ist ein zusammengefalteter Airbag an einem Gasgenerator befestigt. In dem Gasgenerator sind pyrotechnische Vorrichtungen eingesetzt, die nach einer Zündung eine große Gasmenge schnell freisetzen und in den Airbag einblasen ("einschießen") können. Beim Zusammenfallen des Airbags gelangen die ggf. umwelt- und gesundheitsschädlichen Gase jedoch in den Fahrzeuginnenraum.

Außerdem entsteht beim schlagartigen Aufblasen des Airbags im Fahrzeuginneren ein erheblicher Überdruck, der insbesondere bei mehreren installierten und sich gleichzeitig aufblasenden Airbags sehr groß wird und Schäden am Fahrzeug und an den Insassen, beispielsweise am Trommelfell, verursachen kann. Die Gefahr besteht zunehmend, da immer mehr Airbags in ein Fahrzeug eingebaut werden, z. B. auch im Seiten- oder Heckbereich.

Um die zum Aufblasen erforderliche Menge schädlicher Gase zu verringern, wurden luftansaugende Airbags entwickelt. Diese bestehen aus mehreren voneinander getrennten ersten und zweiten Kammern. Die ersten Kammern sind an einen Gasgenerator angeschlossen. Die zweiten Kammern weisen eine Einlaßöffnung auf, über die Luft aus dem Fahrzeuginnenraum in die zweiten Kammern eingelassen werden kann. Wenn die ersten Kammern aufgeblasen werden, entfalten sie sich und die mit ihnen verbundenen zweiten Kammern, wodurch ein Unterdruck entsteht, aufgrund dessen Luft aus dem Fahrzeuginnenraum eingesaugt wird.

Ein derartiger Gassack ist beispielsweise aus der DE 25 03 447 oder der DE 44 07 809 A1 bekannt. Bei der DE 44 07 809 A1 besteht der Airbag aus einem ersten äußeren Gassack, in den ein zweiter innerer Gassack eingesetzt ist. Die beiden Gassäcke sind über eine Vielzahl von Bändern miteinander verbunden, die einen maximalen Abstand der Gassäcke zueinander bestimmen. Die Außenwandung des äußeren Gassacks und die Innenwandung des inneren Gassacks sind weiterhin über Röhrchen miteinander verbunden. Über einen Gasgenerator wird bei Bedarf der durch die Bänder begrenzte Raum zwischen den beiden Gassäcken mit Gas aufgeblasen, wodurch sich der Airbag entfaltet. In den Innenraum des inneren Gassacks strömt Luft aus dem Fahrzeuginnenraum über die Röhrchen ein, wobei die inneren Röhrchenenden ein Ventil aufweisen.

Dieser Airbag ist jedoch durch das Einsetzen der Röhrchen aufwendig herzustellen und bei der Anwendung wegen der dünnen Röhrchen unsicher. Zudem ist die zum Aufblasen der nur einen Kammer bzw. des Zwischenraums zwischen den beiden Gassäcken erforderliche Gasmenge immer noch sehr groß. Bei der Ausbildung von mehreren mit Gas zu füllenden Kammern, die voneinander getrennt sind, besteht zudem das Problem eines ungleichmäßigen Aufblasens, wenn die Schußladungen im Gasgenerator nicht gleichmäßig abbrennen oder gar ausfallen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine verbesserte Gassackvorrichtung und ein Verfahren zu deren Herstellung zu schaffen.

Die vorstehende Aufgabe wird durch eine Gassackvorrichtung und ein Verfahren zu deren Herstellung gemäß den Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw. 12 oder 13 gelöst.

Durch den vorgeschlagenen Aufbau des Gassacks (Airbags) ist zum Aufblasen nur eine sehr geringe Gasmenge erforderlich. Zudem wird der Gassack besonders gleichmäßig aufgeblasen und ermöglicht das Ansaugen einer besonders großen Luftmenge aus dem Fahrgastraum zum dortigen Druckausgleich. Zudem wird eine besonders hohe Formstabilität des Airbags erreicht.

Die vorgeschlagenen Verfahren ermöglichen eine sehr einfache, material- und zeitsparende Herstellung eines Gassacks.

Weitere Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Je dichter die die Nähte bzw. Verbindungsstellen, die die beiden Hüllen miteinander verbinden, beieinanderliegen, desto geringer ist das zum Aufblasen der Kammern erforderliche Gasvolumen. Ein besonders günstiges Verhältnis von dem Volumen zwischen den beiden Gassäcken und dem Volumen im inneren Gassack ergibt sich, wenn die beiden Gassäcke durch Nähte oder streifenförmige Verklebungen direkt miteinander verbunden sind. Dabei können auch durch das Zwischenlegen einer Gummischicht zwischen innerer und äußerer Hülle eventuelle Undichtigkeiten im Bereich von Nähten verhindert werden.

Die wegen der Einfachheit bevorzugten Nähte, die bevorzugt radial in Art von Längengraden bei einem Globus über den Umfang der Gassäcke verlaufen, bilden somit mehrere sektorenförmige Kammern aus, die von zumindest einem Gasgenerator unabhängig voneinander aufgeblasen werden können, d. h. zum Beispiel mit unterschiedlicher Geschwindigkeit oder unterschiedlichem Fülldruck. Sind die Nähte nicht ganz durchgehend, so werden Bereiche ausgebildet, in denen ein Druckausgleich zwischen ungleich aufgeblasenen Kammern zwischen den beiden Gassäcken einfach und zügig ausgeglichen werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Gassackvorrichtung (Airbag) in Draufsicht von der Befüllseite ausgesehen;

Fig. 2 den Gassack im Querschnitt längs der im Nahtbereich verlaufenden Linie A-A in Fig. 1; und

Fig. 3 den Gassack im Querschnitt längs der zwischen den Nähten verlaufenden Linie B-B in Fig. 1 mit einem aufgesetzten Gasgenerator.

Wie aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich, besteht die Gassackvorrichtung (Airbag) für ein Rückhaltesystem im wesentlichen aus einem ersten, äußeren und einem zweiten, inneren Gassack 1 und 2. Der innere Gassack 2 besteht aus zwei im wesentlichen kreisförmigen Hüllenteilen 3 bzw. 4, die bei der Herstellung aufeinandergelegt sind und längs ihres Umfangs miteinander durch eine Verbindung, insbesondere eine umlaufende Naht 5 verbunden werden. Wenn für die Hüllenteile 3 und 4 als Material ein textiler Stoff gewählt wird, der Luft in größerem Maße durchläßt, um so nach dem Aufblasen ein zügiges Zusammenfallen des Airbags zu ermöglichen, werden die Hüllenteile 3 und 4 vorzugsweise miteinander vernäht oder linienförmig verklebt. Wird als Material ein Gewebe oder eine Folie mit einem hohen Kunststoffanteil verwendet, so kann die Verbindung 5 auch durch Verschweißen erfolgen. In dem Hüllenteil 3 ist eine Öffnung 13 mit einem Kragen 6 ausgebildet, der vom inneren Gassack 2 nach außen hin absteht.

Der äußere Gassack 1 besteht auch aus zwei Hüllenteilen 7 bzw. 8, die bei der Herstellung des Airbags über bzw. unter den inneren Gassack 2 gelegt und längs ihres Umfangs mittels einer Verbindung, insbesondere Naht 9 miteinander verbunden werden. Wesentlich ist hierbei, daß diese äußere Naht 9 des äußeren Gassackes 1 mit der inneren Naht 5 des inneren Gassackes 2 nicht verbunden ist. Dabei ist hier der Durchmesser der äußeren Hüllenteile 7 und 8 größer als der Durchmesser der Hüllenteile 3 und 4 des inneren Gassacks 2, so daß die beiden Gassäcke 1 und 2 im aufgeblasenen Zustand zumindest bereichsweise voneinander beabstandet sind. Dieser Füllzustand ist in der rechten Hälfte von Fig. 1 dargestellt, woraus die sich dann ergebene Blütenform (in Draufsicht) bzw. in räumlicher Betrachtungsweise eine "orangenschnitzartige" Struktur ersichtlich ist.

Wie bei dem inneren Gassack 2 ist auch an dem äußeren Gassack 1 eine Öffnung 12 mit einem nach außen abstehenden Kragen 10 ausgebildet. Dabei ist die Lage der Öffnung 12 bzw. des Kragens 10 am äußeren Gassack 1 so gewählt, daß der Kragen 6 des inneren Gassacks 2 durch die Öffnung 12 des äußeren Gassacks 1 hindurchragt und die Kragen 6 und 10 ringspaltartig voneinander beabstandet sind. Das Ende der Kragen 6 und 10 wird dabei vorzugsweise noch mit einem Verstärkungskragen ummantelt oder umgeschlagen, um als fahrzeugseitige Verankerungsstelle zu dienen. Die Fixierung des Airbags kann jedoch auch ohne diese Kragen direkt an den Enden der Hüllenteile 3 und 7 in Art einer Flansch- oder Klemmarretierung erfolgen.

Wie in Fig. 3 dargestellt, sind die beiden Kragen 6 und 10 bevorzugt an einem Gasgenerator 20 so befestigt, daß aus Patronen 21, die mit einem pyrotechnischen, bei Bedarf automatisch zündbaren Material gefüllt sind, Gas über mehrere Schußkanäle 22 und die ringspaltartige Öffnung 12 in den Zwischenraum 11 zwischen den beiden Gassäcken 1 und 2 einblasbar ist.

Damit sich der innere Gassack 2 beim Einblasen von Gas in den Zwischenraum 11 zwischen den beiden Gassäcken 1 und 2 mit dem äußeren Gassack 1 zusammen ausdehnt, werden die beiden jeweils benachbarten Hüllenteile 3 und 7 bzw. 4 und 8 nach Herstellung der Nähte 5 und 9 zumindest punktuell oder bevorzugt linienförmig miteinander verbunden, z. B. vernäht oder verschweißt, wie dies mit den in Art von Meridanen verlaufenden Nähten 14 dargestellt ist.

Im aufgeblasenen Zustand nimmt der Airbag im wesentlichen die Form einer Kugel an. Es kann jedoch je nach Zuschnitt der Hüllenteile 3, 4 für den inneren Gassack 2 und 7, 8 für den äußeren Gassack 1 und Verlauf der Verbindungen 5 und 9 auch eine Nierenform oder abgerundete Tetraederform mit mehreren Polen oder "Ecken" vorgesehen sein, insbesondere in Anpassung an den jeweils gewünschten Härte- oder Weichheitsgrad. Die Nähte 14 verlaufen bei der Kugelform im wesentlichen von dem an einem "Pol" der Kugel angeordneten Gasgenerator 20 aus radial in Richtung zu den Nähten 5 und 9 ("Äquator") der Gassäcke 1 bzw. 2 hin und dann zu dem anderen "Pol" hin, der dem Gasgenerator 20 in etwa (je nach Nahtverlauf) diametral gegenüberliegt. Vom Gasgenerator 20 aus können die dadurch ausgebildeten einzelnen, nierenförmigen Kammern jeweils einzeln mit Gas gefüllt werden.

Damit Luft aus dem Fahrzeuginnenraum über die Öffnung 13 mit dem Kragen 6 in den inneren Gassack 2 gelangen kann, führt durch den Gasgenerator 20 ein bevorzugt zentraler Luftkanal 23 zur Öffnung 13 hin. Um ein zu schnelles Zusammenfallen bzw. Entlüften des inneren Gassacks 2 zu verhindern, ist im Bereich der Öffnung 13 oder am Gasgenerator 20 im Bereich des Luftkanals 23 ein Ventil 24 befestigt. Vorzugsweise ist das Ventil 24 ein Membran- oder Rückschlagventil, das Luft in den inneren Gassack 2 rasch hinein, aber nur relativ langsam wieder aus diesem heraus läßt.

Zum Entlüften bzw. Zusammenfallenlassen des Airbags kann dessen Hüllenmaterial in üblicher Weise auch aus einem bedingt durchlässigen Gassackmaterial bestehen. Auch kann das Ventil 24 beispielsweise durchgestochen oder perforiert werden, um gleich nach dem Aufblasen wieder eine kontrollierte Luftmenge auszulassen. Ebenso können am inneren und/oder äußeren Gassack an sich bekannte Entleeröffnungen vorgesehen sein.

Alternativ können z. B. auch luftdurchlässige Kanäle zwischen dem äußeren Gassack 1 und dem Innenumfang des inneren Gassacks 2 anstelle der Einlaßöffnung 13 bereitgestellt werden, beispielsweise am Umfang des Gasgenerators 20. In diesem Fall braucht am inneren Gassack 2 die Öffnung 13 mit dem Kragen 6 nicht in der vorstehend beschriebenen Form ausgebildet zu werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform beginnen verkürzte Nähte 14, die die beiden Gassäcke 1 und 2 miteinander verbinden, nicht direkt am Gasgenerator 20, sondern von diesem etwas beabstandet, wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist. Dadurch entsteht im "Polbereich" am Gasgenerator 20 ein freier Ringbereich 15, über den vom Gasgenerator aus eine gleichmäßige Gasbefüllung der einzelnen Kammern des Zwischenraumes 11 möglich ist.

Wie in Fig. 2 dargestellt, führen die hier mit Wellenlinien angedeuteten Nähte 14 weiterhin nicht ganz bis zum "Äquatorbereich". Sie enden vielmehr vom Äquatorbereich beabstandet, so daß dort ein weiterer freier Ringbereich 16 als Teil des gasgefüllten Zwischenraumes 11 entsteht. In der gemäß Fig. 2 unteren Hälfte des Airbags, die dem Fahrzeuginsassen zugewandt ist, werden die Nähte 14 entsprechend ausgebildet, so daß dort auch ein weiterer freier Polbereich 17 ausgebildet werden kann. Über diese Bereiche 15, 16 und 17 erfolgt ein Gasaustausch und somit eine gleichmäßige Gasbefüllung der einzelnen Sektoren bzw. Kammern des Zwischenraumes 11, der zwischen äußerem und innerem Gassack 1 bzw. 2 ausgebildet ist. Je mehr Absteppungen bzw. Nähte 14 hierbei ausgebildet werden, desto weniger Gas muß vom Gasgenerator 20 zum Aufblasen des Airbags bereitgestellt werden und um so mehr Stabilität des aufgeblasenen Airbags wird hierdurch gewonnen. Der Nahtverlauf ist dabei weitgehend beliebig wähl- und kombinierbar. So müssen die Nähte 14 nicht notwendig radial vom Gasgenerator 20 aus in Art von Längengraden verlaufen. Evolventenförmig gebogene oder kurvenförmige Nahtverläufe sind insbesondere bei Airbags mit einer Ring-, Kissen- oder Nierenform vorteilhaft, wobei sich zudem eine Art Aufschraubbewegung ergibt, die die Entfaltung des Gassackes erleichtert. Auch können rosetten- oder taschenförmige Kammern ausgebildet werden.

Alternativ können auch mehr als zwei Gassäcke ineinander gestülpt oder ineinander eingesetzt werden, also in den inneren Gassack 2 noch ein weiterer durchmesserkleinerer Gassack eingesetzt sein. Weiterhin können anstelle der Nähte 14 zwischen den beiden Gassäcken 1 und 2 auch schmale Gewebebahnen zwischen diesen eingenäht werden. Zur Stabilisierung und Abdichtung der Nähte 14 können dort auch dünne, gummiartige Einlagen zwischen die Hüllenteile 3 und 7 sowie 4 und 8 gelegt werden.

Bei einem bevorzugten Herstellungsverfahren für Airbags mit einem freien Ringbereich 16 am "Äquator" werden zuerst die benachbarten, flach aufeinander gelegten Hüllenteile 3 und 7 bzw. 4 und 8 des äußeren und des inneren Gassacks 1 bzw. 2 jeweils im Nahtbereich 14 bevorzugt sternförmig miteinander verbunden, insbesondere vernäht, verklebt oder verschweißt. Danach werden diese Teile übereinandergelegt und die noch freien Ränder der Hüllenteile 7 und 8 des äußeren Gassacks 1 werden zu den Polen bzw. zur Mitte hin umgeschlagen. Daraufhin werden die Umfangsränder der Hüllenteile 3 und 4 des inneren Gassacks 2 zur Naht 5 miteinander verbunden. Abschließend werden dann die Ränder der Hüllenteile 7 und 8 des äußeren Gassacks 1 wieder nach außen geklappt und zur Naht 9 miteinander verbunden, wodurch insgesamt eine einfache und zeitsparende Herstellung ermöglicht wird.

Dies gilt für das alternative Herstellungsverfahren, bei dem zunächst der äußere und auch der innere Gassack 1 und 2 mit den jeweils zugeordneten umlaufenden Nähten 9 bzw. 5 fertiggestellt werden. Dann wird der innere Gassack 1 durch den Ringöffnung 12 in den äußeren Gassack 1 eingestülpt und flach ausgelegt. Die Erstellung der Verbindungsstellen bzw. -linien 14 erfolgt dann durch Verkleben oder Druckverschweißen, wobei zwischen den Hüllenteilen 3 und 4 ein abschließend durch die Öffnung 13 zu entfernendes Isoliermaterial, z. B. eine Carbonfaserfolie eingelegt ist, um eine Verbindung zwischen den Hüllenteilen 3 und 4 (außer an der Naht 5) zu verhindern.

Claims (13)

1. Gassackvorrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug- Rückhaltesystem, mit einem ersten aufblasbaren Gassack und mindestens einem zweiten, innerhalb des ersten Gassacks angeordneten Gassack, der beim Aufblasen des Zwischenraums zwischen erstem und zweitem Gassack mittels eines Gasgenerators zugleich insbesondere mit Ansaugluft befüllbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Hüllenteile (3 und 7 bzw. 4 und 8) des ersten und des zweiten Gassacks (1 bzw. 2) mittels einer Vielzahl von Verbindungsstellen (14) miteinander verbunden sind.

2. Gassackvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hüllenteile (3 und 7 bzw. 4 und 8) des ersten und des zweiten Gassacks (1 bzw. 2) an den Verbindungsstellen (14) miteinander vernäht sind.

3. Gassackvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hüllenteile (3 und 7 bzw. 4 und 8) des ersten und des zweiten Gassacks (1 bzw. 2) an den Verbindungsstellen (14) miteinander verklebt oder verschweißt sind.

4. Gassackvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Gassack (1) eine ringspaltartige Öffnung (12) aufweist, die über einen Kragen (10) an einem Gasgenerator (20) zum Aufblasen des Zwischenraumes (11) zwischen erstem und zweitem Gassack (1 bzw. 2) befestigt ist.

5. Gassackvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Gassack (2) eine Öffnung (13) aufweist, die über einen Kragen (6), der durch die Öffnung (12) am ersten Gassack (1) führt, zum Füllen des zweiten Gassacks (2) am Gasgenerator (20) im Bereich eines durch diesen hindurchführenden Kanals (23) befestigt ist.

6. Gassackvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ventileinrichtung (24) am Gasgenerator (20) oder im Bereich der Öffnung (13) des zweiten Gassacks (2) ausgebildet ist.

7. Gassackvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstellen (14) zwischen dem ersten und zweiten Gassack (1, 2) linien- oder nahtförmig ausgebildet sind.

8. Gassackvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstellen (14) zwischen dem ersten und zweiten Gassack (1, 2) im wesentlichen von dem Gasgenerator (20) ausgehend radial nach außen sternförmig verlaufen.

9. Gassackvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstellen (14) zwischen dem ersten und zweiten Gassack (1, 2) vom Gasgenerator (20) aus beabstandet beginnen.

10. Gassackvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstellen (14) zwischen dem ersten und zweiten Gassack (1, 2) über dessen Umfang hinweg zum Ausbilden freier Pol- und/oder Äquatorbereiche (15, 16, 17) unterbrochen verlaufen.

11. Gassackvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hüllenteilen (3, 7; 4, 8) an den Verbindungsstellen (14) und an umlaufenden Nahtstellen (5, 9) miteinander vernäht, verklebt oder verschweißt sind.

12. Verfahren zum Herstellen einer Gassackvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit den Schritten:
Verbinden von jeweils benachbarten Hüllenteilen (3 und 7 bzw. 4 und 8) des äußeren und des inneren Gassacks (1, 2) zu bevorzugt sternförmig verlaufenden Verbindungsstellen (14),
Verbinden der Randbereiche der Hüllenteile (3 und 4) des inneren Gassacks (2) zu einer umlaufenden Naht (5), und
Verbinden der Randbereiche der Hüllenteile (7 und 8) des äußeren Gassacks (1) zu einer umlaufenden Naht (9).

13. Verfahren zum Herstellen einer Gassackvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 mit den Schritten:
Verbinden der umlaufenden Randbereiche der Hüllenteile (3 und 4) des inneren Gassacks (2),
Einlegen des inneren Gassacks (2) in Hüllenteile (7 und 8) des äußeren Gassacks (1),
Verbinden der umlaufenden Randbereiche der Hüllenteile (7 und 8) des äußeren Gassacks (1), und
Verbinden von benachbarten, einanderzugewandten Hüllenteilen (3 und 7 bzw. 4 und 8) des äußeren und des inneren Gassacks (1 bzw. 2) jeweils miteinander zur Bildung der Verbindungsstellen (14).