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Herstellung von Luftsäcken für Kraftfahrzeuge Es ist bekannt, in
Personenkraftfahrzeugen vor j jedem Personensitzplatz eine im wesentlichen aus einem
aufblasbarem Luftsack bestehende Sicherheitseinrichtung anzuordnen, die beim normalen
Fahrbetrieb auf engstem Raum unter dem Armaturenbrett, bezw. hinter der Sitzlehne
der Vordersitze (für die Rücksitze) in zusammengerolltem Zustand untergebracht werden.
Im Falle eines Zusammenstoßes wird durch die hierbei auftretende Bremsverzögerung
durch Auslösung eines Zündsatzes der Luftsack explosionsartig mit einer Gas füllung
versehen, die den Luftsack aufbläht und ihn schützend vor den Kopf, den Oberkörper
und die Knie des Kraftfahrzeuginsassen verbringt, so daß der Insasse durch den Aufschlag
auf den Luftsack in höchstem Maße vor Verletzungen gesichert ist.
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Die Substanz der Luftsäcke ist luftdurchlässig, so daß schon in wenigen
Sekunden nach der' Füllung des Luftsacks mit einem stoßdämpfenden Gas das letztere
aus dem Luftsack entweicht: der Luftsack fällt zusammen und gibt wieder die ungehinderte
Sicht frei.
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Diese Sicherheitstechnik ist insoweit bekannt und bildet somit nicht
den Gegenstand der Erfindung0 Insbesondere sind
die Art des den
Luftsack füllenden Polstergases und die Mittel zur Messung der den Zusammenstoß
anzeigenden Beschleunigung sowie die Mittel zur Auslösung des Polstergasstromes
nicht Gegenstände der vorliegenden Erfindung.
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Es ist auch schon bekannt, daß die für die Sicherheitseinrichtung
erforderlichen Luftsäcke ("Airbags") im gasgefüllten Zustand eine beutelartige Gestalt
haben, die annähernd damit zu beschreiben ist, daß die vier vertikalen Begrenzungsflächen
sich als trapezförmige Flächen darstellen, wobei die Trapezschenkel sich in die
Höhe des Beutels erstrecken, während die oberen und unteren Begrenzungsflächen im
wesentlichen rechteckige Gestalt erhalten. Diese Begrenzungsflächen sind dabei so
gestaltet, daß der Beutel an der Unterseite etwa halb so groß bemessen ist, als
an der Oberseite, die im Falle des Unfalles im Bereich des Kopfes und des Oberkörpers
des Insassen zu liegen kommt.
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Für die Einführung dieser Sicherheitsmittel ist es von entscheidender
Bedeutung, daß alle Sicherheitsmfttel durch rationelle Fertigungsmethoden mit minimalem
Kostenaufwand erzeugt werden können.
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Ein die Kostenfrage der Sicherheitseinrichtung entscheidend beeinflußender
Faktor sind die Gestehungskosten der Luftsäcke, da diese je nach Größe des Fahrzeugs
in 4 - bis 6facher Auflage im Fahrzeug angeordnet werden müssen. Die bisher zum
Einsatz gebrachten Luftsäcke sind wegen ihrer komplizierten Gestalt nur mit Inkaufnahme
großer Lohnkosten für die erforderliche Näharbeit und großer Materialkosten wegen
der Verschnittverluste erlangbar.
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Die Erfindung betrifft die Gestaltung und'die Herstellung der Sicherheits-Luftsäcke.
Bezweckt wird die großtechnische Herstellung dieser Luftsäcke durch weitgehende
Automation der Schneid- und Nähvorgänge0 Demgemaß ist das der Erfindung zugrunde
gelegte technische ProbLem ein zweiteiliges, Die eine Problemkomponente besteht
in der Auffindung einer LuStsackgestalt, deren Zuschnitteile nicht nur eine optimale
Ausnutzung der als Ausgangsmaterial verwendeten Stoffbahnen ermöglicht> sondern
auch für die Verarbeitung auf automatischen Nähanlagen geeignet sind. Die andere
Problemkomponente betrifft den Aufbau einer entsprechenden Nähanlage Die Lösung
des von der Erfindung angesprochenen Problems besteht im Grundsatz darin daß das
Ausgangsmaterial doppellagig zunächst zu einem Zwischenprodukt verarbeitet wird>
welches aus einem gedoppelten trapezförmigen Zuschnitt besteht, wobei die Doppelung
durch Nähte entlang der beiden Trapezschenkel und der beiden Trapezgrundlinien bewirkt
wird. Nach der Erfindung werden diese Zwischenprodukte im Bereich der von der langen
Trapez grundlinie gebildeten beiden Spitzen so auSeinander gefaltet, daß die an
diesen Spitzen zusammenlaufenden tEgxlto deckungsgleich aufeinanderliegen. In dieser
Lage wird im Ab stand von der Spitze eine Naht senkrecht zu den beiden deckungsgleich
übereinanderliegenden Nähten hergestelltt und das zwischen dieser neuen Naht und
der Spitze liegende Material wird abgeschnitten. Der so entstandene Sack hat eine
Form, die der bekannten Beutelform mit großer Annäherung entspricht, und die im
Hinblick auf seine technische Funktion in vollem Umfange gleichwertig ist.
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Es ist ohne weiteres möglich, das für die erfindungsgemäße Luftsackgestaltung
erforderliche Zwischenprodukt auf einer automatisch arbeitenden Nähanlage herzustellen.
Nach der Erfindung wird eine Nähanlage eingesetzt, bei welcher das Ausgangsmaterial
- von zwei Vorratsrollen kommend - in gedoppelter Lage gleichmäßig über die Länge
der Station geführt wird. Am Eingang der Nähstation ist je eine Nähmaschine zur
Herstellung der an den Trapezgrundlinien notwendigen Längsnähte erforderlich, während
am Ende der Station eine Quernähmaschine mit entsprechend eingestellter Quer-Bewegungsgeschwindigkeit
bei jeder Querbewegung eine der beiden Schenkellinien nähte Dabei ist die Quernähmaschine
als Zweinadelnähmaschine mit einer zwischen den beiden Nadeln angeordneten Schneideinrichtung
ausgebildet. Mit der Erzeugung der Nähte an den Schenkellinien wird somit gleichzeitig
die gerschneidung der laufenden Materialbahnen in die einzelnen Zuschnitteile bewirkt.
Die Zuschnittteile verlassen alsdann die Nähstation und in Einzelfertigung werden
die beiden erfindungsgemäßen Spitzennähte geführt.
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Das Wesen der Erfindung wird an Hand der Zeichnungen, die den erfindungsgemäßen
technischen Tatbestand an Hand einer nur als Beispiel dienenden Ausführungsform
schematisch wiedergeben, eingehend erläutert: Fig. 1: zeigt einen Luftsack bekannter
Art; Fig. 2: zeigt die erfindungsgemäßen Zuschnitte beim Verlassen der Nähanalge
in Draufsicht; Fig. 3t ist ein Querschnitt zu Fig. 2; Fig. 4: zeigt einen einzelnen
erfindungsgemäßen Zuschnitteil vor der Fertigstellung durch Spitzenabnäher;
Fig.
5: ist eine Seitenansicht zu Fig. 4; Fig. 6 bis 8: erläutern die Setzung der erfindungsgemäßen
Spitzennaht; Fig. 9: zeigt den Aufbau einer erfindungsgemäßen Nähanlage zur Herstellung
des neuen Luftsacks; Fig.10: gibt etwa das Aussehen des erfindungsgemäßen Luftsacks
im luftgefüllten Zustand wieder.
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Die in der Zeichnung verwendeten Bezugsziffern bedeuten: 1 Höhennaht
2 Höhennaht 3 Höhennaht 4 Höhennaht Breitennaht 6 Breitennaht 7 Breitennaht 8 Breitennaht
9 Tiefennaht lo Tlefennaht ii Tiefennaht 12 Tiefennaht 13 vordere Längswand 14 hintere
Längswand 15 linke Seitenwand 16 rechte Seitenwand 17 untere Bodenwand 18 obere
Deckenwand 31 Materialvorrat 32 Fertigungsband
33 Ende des Fertigungsbandes
34 Fertigungsstelle 35 Längsnähmaschine 36 Quernähmaschine 37 Vorschubrichtung des
Fertigungsbandes 38 Nährichtung der Quernähmaschine 39 Speicherstation lol erste
Stofflage des Ausgangsmaterials lol' erste Stofflage des Zwischenprodukts 102 zweite
Stofflage des Ausgangsmaterials 1021 zweite Stofflage des Zwischenprodukts 103 hintere
Längsnaht 104 vordere Längsnaht 105 Trennlinie 1o6 erste Trapezechenkelnaht 107
zweite Trapezschenkalnaht 1o8 erste Zipfelecke 109 zweite Zipfelecke Das Ausgangsmaterial
bilden zwei aufeinanderliegende und von großen Vorratsrollen abgezogene Stoffbahnen
lol und 102. Die Breite dieser Stoffbahnen muß etwa der fertigen'Höhe der gewünschten
Luftsäcke entsprechen. Die beiden aufeinanderliegenden Materialbahnen 1o1 und 102
werden durch eine hintere und eine vordere durchgehende Randkantennaht 1o3 bezw.
104 miteinander vernäht. Hierauf werden, wie insbesondere aus Fig. 2 deutlich erkennbar
ist in regelmäßige Abstand abvechslungsweise einmal schief nach links und einrnal
schief nach rechts verlaufende doppelte Quernähte 1o6 und 107 hergestellt. Die Neigung
der Quernähte 1o6, 107 ist so eingestellt, daß jedes Quernahtpaar mit dem folgenden
Quernahtpaar ein gleichschenkliges Trapez bildet, dessen parallele Grundlinienlänge
in einem
bestimmten Verhältnis steht. Beim gezeichneten Ausführungsbeispiel
ist die kürzere Grundlinie halb so lang als die lange Grundlinie. Diese Verhältniszahl
1 : 2 ist jedoch nicht zwingend; sie kann vergrößert werden, wenn man an einer mehr
hohen als breiten Gestalt des Luftsacks interessiert ist.
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Zwischen den einander zugeordneten Quernähten 1o6 und 107 wird die
Materialbahn durch einen Schnitt auseinandergetrennt. Somit entsteht eine Vielzahl
von einzelnen trapezförmigen Zuschnitteilen, wie sie in Fig. 4 und 5 dargestellt
sind. Diese Zuschnitteile sind in der Gesamtfertigung ein Zwischenprodukt, das aus
zwei> an allen vier Seiten zusammengenähten trapezförmig zugeschnittenen Stoffstücken
101' und 102t besteht.
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Beim Ausschnitt der Zwischenprodukte aus dem Ausgangsmateri entsteht
kein Verschnittverlust, da beim Querschneidvorgang an den beiden Materialkanten
jeweils eine kurze mit einer lanw gen Trapezgrundlinie wechselt.
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Um die weitere Bearbeitung des Zuschnitteils nach den Fig. 4, 5 verständlich
zu erläutern, sind die beiden einer weiteren Bearbeitung zu unter ziehenden Ecken
an der langen Trapezgrundlinie mit 108 und 1o9 bezeichnet. Außerdem wurde hilfsweise
der Zuschnitt nach den Fig. 4 und 5 in Fig. 6 An verdrehter Stellung gezeigt. Die
Fig. 7 zeigt die Ansicht des Zuschnitts in Pfeilrichtung A gemäß Fig. 6, und die
Fig. 8 zeigt schließlich das Ergebnis einer Zuschnittumformung, die im Bereich der
Ecke 109-vorgenommen wurde in etwas vergrößertem Maßstab.
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Die beiden Stofflagen lolr und 102' des Zuschnitteiles werden im Bereich
der Ecke 109 senkrecht zur Zuschnittebene in-entgegengesetzter Richtung voneinander
weggezogen, wie es in Fig. 7 die Pfeile B und C veranschaulichen sollen. Dieser
Relativverzug
der beiden Stofflagen lol' und 1021 ist soweit zu führen, daß sich im Bereich der
Ecke to9 eine dreidimensionale Zipfelspitze ausbildet. Die durch den seitlichen
Stoff~ verzug ausgebildete Zipfelepitze ähnelt bezüglich ihrer Gestalt der Spitze
eines Tetraeders, wobei die drei Tetraederflächen jeweils zur Hälfte gebildet werden
aus Teilen der Stofflagen lol' und 102' so daß zwei der Tetraederkanten als Falten
in den Stoffstücken lol' und 102' die dritte Tetraederkante von der Naht 103 dargestellt
werden.
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Das Material dieser Zipfelspitze wird alsdann so zusammengebracht,
daß die bisher im wesentlichen vertikal verlaufende Naht 107 und die bisher im wesentlichen
horizontal verlaufende Naht 103 übereinanderliegen. Diese Sachlage soll durch die
Fig. 8 veranschaulicht werden. Die verformte Ecke 1o9 gemäß Fig. 6 wird nach der
Ubereinanderanordnung der Nähte 103 und 107 in eine Ebene zusammengedrückt und in
dieser Position wird senkrecht zu den übereinanderliegenden Nähten 103, 107 die
Spitzennaht tlo genäht und der über der Naht ilo liegende Teil der Ecke 109 nach
der parallel zur Naht 11o liegenden Linie 111 abgeschnitten.
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In analoger Weise wird die andere Ecke 1o8 des Zuschnitteile nach
Fig. 4, 5 bearbeitet.
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Der jetzt fertiggestellte Luftsack hat im aufgeblasenen Zustand die
in Fig. lo schematisch gezeigte Form. Wie bei den bekannten Luftsäcken nach Fig.
1 weist auch der neue Luftsack eine Beutelform auf, die im Querschnitt etwa birnenförmig
oder keilförmig gestaltet ist. Der oben liegende breite Bereich dient als Polsterung
für den Oberkörper des Autoinsassen, während im unteren kleineren Bereich die übliche
Befestigung
am Kraftfahrzeug anzuordnen ist. Beim neuen Luftsack
liegen die Quernähte 1o6, 107 etwa in der Mitte der seitlichen Wandflächen0 Die
obere Wandfläche des neuen Luftsacks wird mittig durch die lange Trapezgrundliniennaht
lo3 durchsetzt, während die kurze Trapezgrundliniennaht 104 die untere Bodenfläche
bildet. Durch den Druck der Gasfüllung wird das Stoffmaterial von den Nahtlinien
106, 1o3, 107 ausgehend konvex gewölbt. Die geringfügigen Formabweichungen des neuen
Luftsacks gegenüber der bekannten Bauart sind funktionell unerheblich.
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Dafür eröffnet aber der neue Luftsack die Möglichkeit, das Ausgangsmaterial
ohne Verschnittabfall zu verarbeiten und für die wesentlichsten Naht- und Zuschnittarbeiten
eine automatische Anlage einzusetzen.
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Beim bekannten Luft sack nach der Fig. 1 war es bisher immer erforderlich,
besondere Zuschnitte für die Seitenwände 13 und 16 sowie für die vorderen und hinteren
Wände 13 und 14, ferner für die unteren und oberen Wände 17 und 18 herzustellen.
Diese Zuschnitteile waren beim bekannten Luftsack durch eine Mehrzahl unterschiedlicher
Nähoperationen zusammenzufügen. Abgesehen von dem beim alten Luftsack unumgänglichen
Verschnittabfall, sind auch die bei diesem notwendigen Nähvorgänge nicht für eine
automatische Herstellung geeignet.
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Zum Gegenstand der Erfindung gehört auch eine automatisch wirkende
Nähanlage zur Herstellung der Zuschnitteile, soweit ihr grundsätzlicher Aufbau betroffen
ist. Diese Anlage wird an Hand der Fig. 9 wie folgt erläutert: Das Ausgangsmaterial
wird in zwei großen Spulen bei 31 in der Anlage angeordnet und wird von dort aus
kontinuierlich über das Fertigungsband 32 in Richtung des Pfeil es 37 bis an das
Ende
33 des Fertigungebandes geführt, von wo es an eine oder mehrere Fertigungsplätze
34 weitergeleitet wird. Unmittelbar hinter der Vorratsstelle 31 sind zwei Kantennähmaschinen
35 zur laufenden Herstellung der Nähte 103, 104 angeordnet. Vor dem Ende 33 des
Fertigungsbandes 32 ist eine Quernähmaschine 36 angeordnet. Diese Quernähmaschine
wird im Sinne des Pfeiles 38 senkrecht zur Bewegungsrichtung 37 über die Breite
des Fertigungsbandes 32 hinweg bewegt. Aus den beiden Bewegungen 37 und 38 resultiert
die Winkelneigung der von der Quernähmaschin 36 genähten Nähte 1o6 und 107 bezüglich
der Kantennähte 103, 104. Die Quernähmaschine 36 ist als Zweinadelnähmaschine ausgelegt
und führt zwischen den beiden Nähnadeln ein Schneidmesser zum Durchschneiden des
Stoffes. Die Quernähmaschine näht und schneidet in beiden Richtungen. Durch Steuermittel
wird die Quernähmaschine im Takte zur Erzielung der erfindungsgemäßen Quernähte
selbsttätig geschaltet. Zwischen den Längs-und Quernähmaschinen ist eine an sich
bekannte Speicherstation 39 angeordnet, in welcher Unterschiede in der Längsförderung
ausgeglichen werden0 Es ist im Rahmen der Erfindung selbstverständlich auch möglich,
an Stelle des aus zwei miteinander zu einem schlauchförmigen Gebilde zu vernähenden
Stoffbahnen eine schlauchförmig gewebte oder gewirkte Stoffbahn, oder aber auch
eine doppeltbreite und auf sich selbst zurückgefaltete und dann vernähte Stoffbahn
als Ausgangsmaterial zu verwenden. Im letzteren Fall wird selbstverständlich die
automatische Nähanlage dahin abgewandelt werden müssen, daß die Kantennähmaschinen
ganz oder teilweise entfallen und durch entsprechende Breithaltemittel ersetzt werden.
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Es liegt weiterhin irn Rahmen der Erfindung, daß die Nähte 106 und
107 sowie die Trennlinie 105 senkrecht zur hinteren und
vorderen
Längsnaht 103 104 gelegt werden, wenn man daran interessiert ist, daß die Luftsäcke
oben und unten etwa gleiche Breite erhalten.
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Außerdem ist es auch möglich, die beschriebenen Zipfelecken Xo8 und
1o9 auch an den beiden anderen Ecken des Zuschnitteiles auszubilden, wenn man erreichen
will, daß der Luftsack im aufgeblähten Zustand eine quaderähnliche Gestalt aufweisen
soll, wie dies bei den bekannten Säcken nach Fig. 1 der Fall ist.
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Es ist also nicht notwendig, daß die durch die Erfindung ermöglichten
fertigungstechnischen Vorteile nur unter Inkaufnahme einer von der gewünschten herkömmlichen
Form stark abweichenden Gestalt des in Wirkung befindlichen-Sacks einsetzbar ist.