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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine druckgesteuerte Abströmöffnung für einen Gassack gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Es ist bekannt, Rückhaltevorrichtungen zur Reduzierung bzw. Einschränkung der Bewegungsfreiheit eines Insassen in einer Unfallsituation einzusetzen, die einen mittels eines Gasgenerators bei Eintritt der Unfallsituation aufblasbaren Gassack umfassen. Dabei spielt auch eine Absorption der Aufprallenergie im Augenblick des Eintauchens des Insassen in den Gassack eine entscheidende Rolle, was mit Hilfe einer Abströmöffnung realisierbar ist. Im Detail dient die an einer Seitenwand des Gassacks angeordnete Abströmöffnung dazu einen zu hohen Innendruck des Gassacks zu vermeiden, da es beim Aufprall des Insassen auf einen vollaufgeblasenen Gassack zu schweren Verletzungen kommen kann, weshalb der Insasse auf einen bereits leicht zusammengefallen Gassack auftreffen bzw. in diesen bereits leicht zusammengefallenen Gassack eintauchen soll.
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Zur Lösung dieses Problems ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass derartige druckgesteuerte Abströmöffnungen für einen Gassack mittels Perforierungen oder Schlitzen ausgebildet sind, welche mittels Stegen derart zusammengehalten werden, dass die Abströmöffnungen noch geschlossen sind. Zusätzlich sind die Abströmöffnungen bzw. Perforierungen oder Schlitze mittels einer gassackinnenseitig angeordneten Folie abgedeckt, die erst bei Erreichen eines vorbestimmten Grenzdrucks reist, sodass Gas aus einem Gasgenerator auf die noch geschlossene Abströmöffnung trifft und die Stege dabei derart trennt, dass die Abströmöffnung aufgerissen wird.
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Nachteilig hierbei ist, dass die gassackinnenseitig angeordnete Folie relativ dünn ausgebildet sein muss und in einem gewissen Maße temperaturabhängig ist, sodass bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Gasdrücke zum Zerreißen der Folie erforderlich sind, was gegebenenfalls zu schweren Verletzungen eines Insassen führen kann.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung eine druckgesteuerte Abströmöffnung zu schaffen, mit welcher eine Verletzung des Insassen beim Auftreffen auf den Gassack vermeidbar ist, wobei ein gezielter temperaturunabhängiger Druckabbau im Gassack zu realisieren ist.
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ALLGEMEINE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Diese Aufgabe wird durch eine druckgesteuerte Abströmöffnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Danach geht die Erfindung von einer druckgesteuerten Abströmöffnung für einen Gassack aus, welche druckgesteuerte Abströmöffnung zumindest eine an einer Seitenwand des Gassacks ausgebildete Materialschwächungszone umfasst, welche einen Öffnungsbereich ausbildet und mittels eines Gasdrucks, der mittels eines ausströmenden Gases eines Gasgenerators in einer Unfallsituation generierbar ist, derart öffenbar ist, dass das Gas aus dem Gassack strömbar ist.
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Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass gassackinnenseitig ein flach ausgebildetes Dichtelement angeordnet ist, welches eine Dehnungsöffnung umfasst, die mit dem Öffnungsbereich der Materialschwächungszone derart überlappt, dass in einer Unfallsituation das Gas durch die Dehnungsöffnung auf die Materialschwächungszone bis zu einem Öffnen der Materialschwächungszone bei einem vorbestimmten Grenzdruck drückt. Dadurch, dass es sich bei dem Airbagmodul um ein abgestimmtes System mit einem bestimmten Gasgenerator handelt, der eine bestimmte Gasmenge mit einem bestimmten Druck in einer bestimmten Zeitdauer ausstößt und der Gassack ein bestimmtes Volumen aufweist, ist es durch die definierte Dehnungsöffnung des Dichtelements möglich einen ganz bestimmten Druck auf die Materialschwächungszone auszuüben, wodurch der Öffnungsbereich der Materialschwächungszone öffenbar ist.
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Dabei ist vorgehsehen, dass die Dehnungsöffnung des Dichtelements eine kleinere Durchströmungsfläche als der Öffnungsbereich der Materialschwächungszone aufweist, wodurch sich der Vorteil ergibt, dass im Falle einer Entfaltung des Gassacks bei steigendem Innendruck das Dichtelement anfangs die Materialschwächungszone noch vollständig abdeckt. Im Detail ist die Materialschwächungszone mittels des Dichtelements unterhalb des vorbestimmten Grenzdrucks abgedichtet, wobei oberhalb des vorbestimmten Grenzdrucks die Materialschwächungszone versagt, sodass das Gas aus dem Gassack strömbar ist. Hierbei ist in einer bevorzugten Ausführungsform die Materialschwächungszone mittels Perforierungen oder zumindest zwei Schlitzen in der Seitenwand des Gassacks ausgebildet, wobei zwischen den Perforierungen oder den zumindest zwei Schlitzen zumindest ein Steg ausgebildet ist. Der Steg stellt dabei eine Art Dehnungsstelle bzw. Verschlusselement dar, in welcher das Gewebe des Gassacks zwar nicht reißt, jedoch sich derart ausdehnen kann, dass bei höherer Druckbelastung der Öffnungsbereich geschaffen wird, indem die Fäden des Gewebes im Bereich des zumindest einen Steges auseinandergezogen bzw. verschoben werden, wodurch der Öffnungsbereich der Materialschwächungszone sich ausbildet und Gas aus dem Gassack entweichen kann.
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Dies basiert auf der Tatsache, dass der Gassack aus einem Gewebe basierend auf Kett- und Schussfäden ausgebildet ist und die Perforierungen oder die zumindest zwei Schlitze derart angeordnet sind, dass ein verschieben der Kett- oder Schussfäden des zumindest einen Steges mit Hilfe zumindest eines Zusatzschlitzes, der in Höhe des Steges angeordnet ist, zur Ausbildung des Öffnungsbereichs nur bei den Kett- oder nur bei den Schussfäden des Gewebes erfolgt. Es ist somit erforderlich, dass im Bereich bzw. in der Höhe der jeweiligen Stege zusätzlich noch jeweils zumindest ein Zusatzschlitz angeordnet ist, wodurch eine Verschiebung der Fäden erst realisierbar ist. Das Verschieben der Fäden im Bereich des zumindest einen Steges zur Ausbildung des Öffnungsbereichs kann auch mit einer Art auskämmen verglichen werden, da in Abhängigkeit der Anordnung des zumindest einen Steges entlang der Kett- oder der Schussfäden durch den Druck entweder die Kettfäden sich über die Schussfäden oder die Schussfäden sich über die Kettfäden im Bereich des Zusatzschlitzes ziehen und dadurch eine Art ausfädeln erfolgt, wodurch sich der Öffnungsbereich ausbildet, ohne dass ein etwaiges reißen bzw. aufreißen eines Gewebematerials des Gassacks erfolgt.
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An dieser Stelle gilt es auch anzumerken, dass unter Kett- und Schussfäden lediglich die 90 Grad zueinander verwoben angeordneten Fäden in Längs- und Querrichtung zu verstehen sind, wobei die Fäden auch um 90 Grad gedreht zueinander betrachtet werden können.
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In Abhängigkeit von dem vorbestimmten Grenzdruck sind die Anzahl und / oder die Länge und / oder die relative Anordnung der zumindest zwei Schlitze auswählbar, welche sich über die Kett- als auch Schussfäden erstrecken bzw. die Kett- als auch Schussfäden durchtrennen, wobei zwischen den zumindest zwei Schlitzen der Steg nur entlang der Kett- oder nur entlang der Schussfäden angeordnet ist, sodass ein auskämmen bzw. verschieben der Kett- oder Schussfäden über den zugehörigen Zusatzschlitz realisierbar ist, ohne dass etwaige Fäden zur Bildung des Öffnungsbereich der Materialschwächungszone reißen.
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Hierbei kann die Materialschwächungszone beliebig ausgebildet sein, beispielsweise eignet sich eine kreisförmige oder halbkreisförmige oder quadratische oder rechteckförmige Form der Materialschwächungszone, wobei die Materialschwächungszone in dem Gewebe vorzugsweise gestanzt oder gelasert ist. In gleicher Weise zur Materialschwächungszone ist in einer bevorzugten Ausführungsform auch die Dehnungsöffnung des Dichtelements kreisförmig oder halbkreisförmig oder quadratisch oder rechteckförmig oder schlitzförmig, vorzugsweise entsprechend der Materialschwächungszone, ausgebildet. Dabei ist in einer bevorzugten Ausführungsform das Dichtelement aus Kunststoff, vorzugsweise Silikon, oder Kautschuk ausgebildet und weist eine Stärke von 0,2 mm bis 1,4 mm, vorzugsweise 0,8 mm, auf. Durch die Verwendung eines Kunststoffs, vorzugsweise Silikon, oder Kautschuks ergibt sich der Vorteil, dass die druckgesteuerte Abströmöffnung relativ unabhängig von etwaigen Temperaturschwankungen ist und auch bei hohen Minusals auch Plusgraden, vorzugsweise in einem Bereich von -35 Grad bis +90 Grad, zuverlässig funktioniert, dies auch, da die Stärke des Dichtelements in einem gewissen Toleranzbereich in Abhängigkeit des Materials frei wählbar ist.
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Darüber hinaus ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gassackinnenseitig umfangsseitig um den Öffnungsbereich der Materialschwächungszone eine Silikonschicht zur Abdichtung und Anordnung des Dichtelements an dem Gassack angeordnet, um eine hohe Dichtheit beim anfänglichen Entfaltungsvorgang zu gewährleisten. Hierbei fungiert die Silikonschicht vorzugsweise auch als Klebemittel, um das Dichtelement mit dem Gassack innenseitig zu verbinden. Zusätzlich ist es jedoch vorteilhaft das Dichtelement im Bereich der Silikonschicht mit dem Gassack mittels zumindest einer Naht zu vernähen, um die Festigkeit zu erhöhen und so sicherzustellen, dass ein hoher Gasdruck, der während der Entfaltung des Gassacks als auch beim Eintauchen des Insassen auf die druckgesteuerte Abströmöffnung wirkt, realisierbar ist.
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In einer alternativen Ausführungsform ist es bei niedrigeren auftretenden Gasdrücken auch denkbar, dass das Dichtelement mit dem Gassack zur Abdichtung und Anordnung des Dichtelements an dem Gassack mittels zumindest einer Naht ohne einer etwaigen Silikonschicht lediglich vernäht ist, um etwaige Materialkosten sowie Kosten bei der Herstellung einzusparen.
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Erfindungsgemäß gehen mit dem Aufblasen und dem damit verbundenen Entfalten des Gassacks somit nachfolgenden Verfahrensschritte einher:
- -) Ausströmen des Gases aus dem Gasgenerator.
- -) Aufblasen des Gassacks.
- -) Druckaufbau auf der Materialschwächungszone, durch das aus dem Gasgenerator ausströmende Gas, welches durch die Dehnungsöffnung des Dichtelements strömt und auf die Materialschwächungszone drückt, wobei bis zum Erreichen eines vorbestimmten Gasdrucks das Dichtelement die Materialschwächungszone noch abdeckt bzw. abdichtet.
- -) Verschieben der Fäden im Bereich des zumindest einen Steges zur Ausbildung des Öffnungsbereichs, wobei in Abhängigkeit der Anordnung des zumindest einen Steges entlang der Kett- oder der Schussfäden durch den Druck entweder die Kettfäden sich über die Schussfäden oder die Schussfäden sich über die Kettfäden ziehen.
- -) Vollständiges Öffnen des Öffnungsbereichs der Materialschwächungszone bei Erreichen des vorbestimmten Grenzdrucks.
- -) Ausströmen des Gases aus der druckgesteuerten Abströmöffnung des Gassacks.
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Figurenliste
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im nachfolgenden Teil der Beschreibung auf die Figuren Bezug genommen, aus denen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen sind. Dabei zeigt:
- 1 eine Vorderansicht auf eine erfindungsgemäße druckgesteuerte Abströmöffnung, welche an einem Gassack angeordnet ist;
- 2 eine Längsschnittdarstellung A-A der erfindungsgemäßen druckgesteuerten Abströmöffnung im geschlossenen Zustand nach 1;
- 3 eine Vorderansicht auf die erfindungsgemäße druckgesteuerte Abströmöffnung, welche an dem Gassack angeordnet ist;
- 4 eine Vorderansicht auf eine Materialschwächungszone in einem Gewebe des Gassacks, der die erfindungsgemäße druckgesteuerte Abströmöffnung aufweist;
- 5 eine Vorderansicht auf ein Dichtelement der erfindungsgemäßen druckgesteuerten Abströmöffnung;
- 6 eine Längsschnittdarstellung der erfindungsgemäßen druckgesteuerten Abströmöffnung im offenen Zustand (vgl. 2);
- 7 eine Vorderansicht auf die Materialschwächungszone in dem Gewebe des Gassacks, der die erfindungsgemäße druckgesteuerte Abströmöffnung aufweist, wobei Kett- und Schussfäden eines Gewebes dargestellt sind (vgl. 4);
- 8a eine Vorderansicht auf die erfindungsgemäße druckgesteuerte Abströmöffnung, welche an dem Gassack angeordnet ist, wobei die druckgesteuerte Abströmöffnung geschlossen ist;
- 8b eine Vorderansicht auf die erfindungsgemäße druckgesteuerte Abströmöffnung, welche an dem Gassack angeordnet ist, wobei die druckgesteuerte Abströmöffnung geschlossen ist, jedoch bereits ein Gasdruck auf die Materialschwächungszone wirkt;
- 8c eine Vorderansicht auf die erfindungsgemäße druckgesteuerte Abströmöffnung, welche an dem Gassack angeordnet ist, wobei die druckgesteuerte Abströmöffnung offen ist;
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WEGE ZUR AUSFUHRUNG DER ERFINDUNG
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1 als auch 3 zeigen eine Vorderansicht auf eine erfindungsgemäße druckgesteuerte Abströmöffnung 1, welche an einem Gassack 2 angeordnet ist. Dabei umfasst die druckgesteuerte Abströmöffnung 1 zumindest eine an einer Seitenwand 3 des Gassacks 2 ausgebildete Materialschwächungszone 4, welche einen Öffnungsbereich 5 (siehe 8c) ausbildet, die mittels eines Gasdrucks, der mittels eines ausströmenden Gases 6 eines Gasgenerators in einer Unfallsituation generierbar ist, derart öffenbar ist, dass das Gas 6 aus dem Gassack 2 strömbar ist. Im Detail ist gassackinnenseitig ein flach ausgebildetes Dichtelement 7 angeordnet, welches eine Öffnung 8 (als Dehnungsöffnung 8 bezeichnet) umfasst, die mit dem Öffnungsbereich 5 (siehe 8c) der Materialschwächungszone 4 derart überlappt, dass in einer Unfallsituation das Gas 6 durch die Dehnungsöffnung 8 auf die Materialschwächungszone 4 bis zu einem Öffnen der Materialschwächungszone 4 bei einem vorbestimmten Grenzdruck drückt. Hierbei ist die Dehnungsöffnung 8 möglichst mittig innerhalb der Materialschwächungszone 4 angeordnet, um eine gleichmäßige Druckverteilung zu gewährleisten, wobei gassackinnenseitig umfangsseitig um den Öffnungsbereich 5 der Materialschwächungszone 4 bzw. die komplette Materialschwächungszone 4 eine Silikonschicht 9 zur Abdichtung und Anordnung des Dichtelements 7 an dem Gassack 2 angeordnet ist. Diese Silikonschicht weist im günstigsten Fall auch eine stark klebende Wirkung auf, sodass eine sichere Verbindung des Dichtelements 7 mit dem Gassack 2 gewährleistet ist, wobei vorzugsweise das Dichtelement 7 möglichst mittig im Bereich der Silikonschicht 9 mit dem Gassack 2 mittels einer Naht 12 zusätzlich vernäht ist (siehe 3). In einer alternativen Ausführungsform ist es auch denkbar, dass das Dichtelement 7 mit dem Gassack 2 direkt vernäht ist, ohne einer etwaigen dazwischen angeordneten Silikonschicht 9.
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Darüber hinaus ist in 1 als auch 3 zumindest ansatzweise dargestellt, dass der Gassack 2 aus einem Gewebe basierend auf Kett- 10 und Schussfäden 11 ausgebildet ist.
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2 zeigt eine Längsschnittdarstellung A-A der erfindungsgemäßen druckgesteuerten Abströmöffnung 1 im geschlossenen Zustand nach 1, wobei deutlich ersichtlich ist, dass zwischen dem Dichtelement 7 und dem Gassack 2 die Silikonschicht 9 angeordnet ist und die Dehnungsöffnung 8 des Dichtelements 7 eine kleinere Durchströmungsfläche als der Öffnungsbereich 5 der Materialschwächungszone 4 aufweist. Im Falle eines Entfaltens des Gassacks 2 durch das aus dem Gasgenerator strömende Gas 6 drückt das Gas 6 somit durch die Dehnungsöffnung 8 des Dichtelements 7 auf die Materialschwächungszone 4 des Gassacks 2, sodass diese sich ausdehnt.
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4 und 7 zeigen eine Vorderansicht auf die Materialschwächungszone 4 der erfindungsgemäßen druckgesteuerten Abströmöffnung 1, wobei die Materialschwächungszone 4 im vorliegenden Fall mittels Schlitzen 13 in der Seitenwand 3 des Gassacks 2 ausgebildet ist. Im Detail setzt sich die Materialschwächungszone 4 aus einer Mehrzahl von Schlitzen 13 zusammen, wobei zwischen den Schlitzen 13 jeweils ein Steg 15 ausgebildet ist. In 7 ist ersichtlich, dass das Gewebe des Gassacks aus Kett- 10 und Schussfäden 11 ausgebildet ist. Dabei sind im vorliegenden Fall die Stege 15 entlang der Schussfäden 11 derart angeordnet, dass es bei einem erhöhten Gasdruck zu einem Verschieben der Kettfäden 10 kommt, wodurch sich der Öffnungsbereich 5 im Bereich der Materialschwächungszone 4 bildet bzw. öffnet. Das Verschieben der Fäden im Bereich der Stege 15 zur Ausbildung des Öffnungsbereichs 5 kann auch mit einer Art auskämmen verglichen werden, da in Abhängigkeit der Anordnung der Stege 15 entlang der Kett- 10 oder der Schussfäden 11 durch den Druck entweder die Kettfäden 10 sich über die Schussfäden 11 oder die Schussfäden 11 sich über die Kettfäden 10 ziehen. Dabei ist im Bereich bzw. in Höhe der jeweiligen Stege 15 im dargestellten Anwendungsfall zusätzlich noch jeweils ein Zusatzschlitz 14 angeordnet, wodurch eine Verschiebung der Fäden 10, 11 über den Zusatzschlitz 14 realisierbar ist. Diese Konfiguration ermöglicht somit im Belastungsfall, d.h. im Falle eines Drucks auf die Materialschwächungszone 4 durch das Gas 6, ein Verschieben bzw. Auseinanderziehen der Fäden 10, 11 über den Zusatzschlitz 14 und zwar ohne dass das Gewebe reißt.
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Im vorliegenden Fall erfolgt das Verschieben der Kettfäden 10 der Stege 15. Dabei ergibt sich der weitere Vorteil, dass in Abhängigkeit der Anzahl und / oder der Länge und / oder der relativen Anordnung der Schlitze 13 zueinander ein vorbestimmter Grenzdruck auswählbar ist.
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5 zeigt eine Vorderansicht auf ein Dichtelement 7 mit der Dehnungsöffnung 8, wobei die Dehnungsöffnung 8 des Dichtelements 7 kreisförmig oder halbkreisförmig oder quadratisch oder rechteckförmig oder schlitzförmig, vorzugsweise in Abhängigkeit der Form der Materialschwächungszone 4, ausgebildet ist. Dabei ist das Dichtelement 7 aus Kunststoff, vorzugsweise Silikon, oder Kautschuk mit einer Stärke von 0,2 mm bis 1,4 mm, vorzugsweise 0,8 mm, ausgebildet. Das Dichtelement 7 ist somit bespielsweise als flacher, breiter Ring aus Kunststoff bzw. Silikon ausgebildet. Die Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt. Beispielsweise kann das Dichtelement 7 alternativ aus Gewebe bestehen, wobei das für das Dichtelement 7 verwendete Gewebe eine geringere Gasdurchlässigkeit aufweist als das Gassackgewebe.
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6 zeigt eine Längsschnittdarstellung der erfindungsgemäßen druckgesteuerten Abströmöffnung 1 im offenen Zustand (im Vergleich zu 2), sodass das Gas 6 aus dem Gassack 2 entweichen kann.
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8a zeigt eine Vorderansicht auf die erfindungsgemäße druckgesteuerte Abströmöffnung 1, welche an dem Gassack 2 angeordnet ist, wobei die druckgesteuerte Abströmöffnung 1 geschlossen ist, d.h. es wirkt noch kein oder nur ein geringer Druck durch das vom Gasgenerator erzeugte Gas 6 auf die Materialschwächungszone 4.
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8b zeigt eine Vorderansicht auf die erfindungsgemäße druckgesteuerte Abströmöffnung 1, welche an dem Gassack 2 angeordnet ist. Dabei ist die druckgesteuerte Abströmöffnung 1 zwar noch geschlossen, jedoch wirkt bereits ein Gasdruck auf die druckgesteuerte Abströmöffnung 1 bzw. die Materialschwächungszone 4, wodurch die Schlitze 13 sich bereits in einem gewissen Maße ausdehnen. In diesem Stadium beginnt ein Verschieben der Kett- 10 oder Schussfäden 11 im Bereich der Stege 15, wodurch die Schlitze 13 sich vergrößern, wobei immer noch eine Abdichtung der Materialschwächungszone 4 durch das Dichtelement 7 gewährleistet ist.
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8c zeigt eine Vorderansicht auf die erfindungsgemäße druckgesteuerte Abströmöffnung 1, welche an dem Gassack 2 angeordnet ist, wobei die druckgesteuerte Abströmöffnung 1 bzw. der Öffnungsbereich 5 der Materialschwächungszone 4 offen ist, sodass auch die Dehnungsöffnung 8 sowie ein Teil des gassackinnenseitig angeordneten flach ausgebildeten Dichtelements 7 offenliegt bzw. von außerhalb des Gassacks 2 ersichtlich ist. Es erfolgte somit eine Verschiebung der Kett- 10 oder Schussfäden 11 im Bereich der Stege 15 über die Zusatzschlitze (14), wodurch sich der Öffnungsbereich 5 ausbildete, ohne dass ein etwaiges Reißen oder Aufreißen stattfand.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Druckgesteuerte Abströmöffnung;
- 2
- Gassack;
- 3
- Seitenwand;
- 4
- Materialschwächungszone;
- 5
- Öffnungsbereich;
- 6
- Gas;
- 7
- Dichtelement;
- 8
- Dehnungsöffnung;
- 9
- Silikonschicht;
- 10
- Kettfäden;
- 11
- Schussfäden;
- 12
- Naht;
- 13
- Perforierungen oder Schlitz;
- 14
- Zusatzschlitz;
- 15
- Steg;
