DE2945222A1 - Gurtband, vorzugsweise fuer auto-sicherheitsgurte - Google Patents
Gurtband, vorzugsweise fuer auto-sicherheitsgurteInfo
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Description
- 4 - A3GW31917 DE
Gurtband, vorzugsweise für AutoSicherheitsgurte
A k ζ ο GmbH Wuppertal
Die Erfindung betrifft ein gurtband, vorzugsweise für AutoSicherheitsgurte, aus hochfesten Filamentgarnen, die aus
einer Vielzahl von Einzelfilamenten bestehen.
Konventionelle Auto-Sicherheitsgurte werden aus hochfesten textilen Filamentgarnen, insbesondere aus Polyamid- oder
Polyestergarnen gewebt; die Zahl der (endlosen) Einzelkapillaren reicht dabai gewöhnlich von 50 bis 200 pro FiIamentgarn.
Das vom Chemiefaserhersteller an den Gurtweber gelieferte Ausgangsmaterial weist in der Regel eine maximale
Festigkeit von 80 cN/tex auf, wobei Festigkeitswerte von etwa 65 bis 75 cN/tex überwiegen. Diese ursprünglichen
Garn-Reißfestigkeiten sind im gewebten Gurt bereits nicht mehr voll verfügbar: Je nach Schußdichte und nach eingesetztem
Polymerisat weist das gewebte Gurtband nur noch eine um 10 bis 30% reduzierte Reißfestigkeit auf; die
Garnverkreuzungen und -verschlingungen bewirken also eine
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Reduzierung der Reißfestigkeit auf etwa 50 bis 70 cN/tex. In einem neuen Auto-Sicherheitsgurt werden mithin nur etwa
70 bis 90% der ursprünglichen Garnreißfestigkeit ausgenutzt.
Infolge der mechanischen Beanspruchung (Scheuern, Knicken), der Einwirkung von Licht (Abbau des Polymerisats) und der
Einwirkung von Wärme und Feuchtigkeit erleidet ein konventioneller Auto-Sicherheitsgurt innerhalb von etwa 5 Jahren
einen Festigkeitsverlust von durchschnittlich etwa 35%; nach 10 Jahren, der durchschnittlichen Lebensdauer eines Automobils,
beträgt der Festigkeitsverlust bei einem konventionellen Auto-Sicherheitsgurt etwa 70%.
Geht man von einer vom Gesetzgeber vorgeschriebenen Mindestreißfestigkeit
von etwa 1.500 daN aus und berücksichtigt man weiterhin, daß die Industrie unter Berücksichtigung eines
Sicherheitsfaktors mit Mindestreißkräften von etwa 2.500 bis 3.000 daN arbeitet, so kann man abschätzen, daß ein AutoSicherheitsgurt nach etwa 5 Jahren ausgewechselt werden müßte,
um die gesetzlichen Vorschrifter, noch zu erfüllen.
Der vorliegenden Erfindung liegt primär die Aufgabe zugrunde, ein Gurtband für Auto-Sicherheitsgurte zu schaffen, die
während der durchschnittlichen Lebensdauer eines Automobils stets eine über der vorgeschriebenen Norm liegende Reißfestigkeit
besitzen und damit ihre vorgesehenen Funktionen voll erfüllen können.
Zur Lösung dieser Aufgabe könnte man konventionellen AutoSicherheitsgurten eine so viel höhere Ausgangsreißkraft mit
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auf den Weg geben, daß sie selbst bei üblichem Reißkraftschwund
nach 10 Jahren noch ein ausreichend hohes Festigkeitsniveau besitzen. Hierzu wäre aber eine wesentlich
stärkere Dimensionierung der Gurtbänder (Dicke, Breite) erforderlich,
die u.aeine reduzierte Flexibilität zur Folge hätte und wesentlich größere Retraktoren (Gurt-Aufroll-Automatik)
notwendig werden ließe.
Es ist deshalb insbesondere die Aufgabe der Erfindung, ein Gurtband zur Verfügung zu stellen, welches bei gegenüber
herkömmlichen Gurtbändern gleicher oder geringerer Dimensionieruncf
sowie bei ausreichender Flexibilität und Querfestigkeit nach Io Jahren noch eine ausreichende Reißfestigkeit
besitzt.
Bei der Lösung dieser Aufgabe wird von dem Gedanken ausgegangen,
daß bei Verwendung von ausreichend hochfesten Filamentgarnen bei der Gurtherstellung selbst alle festigkeitsmindernden
Faktoren, insbesondere Garnverkreuzungen und -verschlingungen, vermieden werden sollen. Darüber hinaus
sollen die Filamentgarne durch einen Mantel insbesondere gegen eine mechanische, thermische und/oder Licht-Schädigung
während der späteren Benutzung der Gurtbänder geschützt werden.
Weiterhin soll ein Gurtband zur Verfügung gestellt werden, das mit wesentlich geringeren Breiten-Toleranzen herstellbar
ist als das konventionelle, gewebte Gurtband. Dadurch wird eine exaktere Führung des Gurtbandes im Retraktor ermöglicht,
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so daß die Gurte beim Aus- oder Einrollen nicht mehr so leicht verklemmen und eine Scheuer-Beschädigung der Gurtkanten
beim Aus- und Einrollen weitgehend vermieden wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Gurtband
vorgeschlagen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Filamentgarne eine Reißfestigkeit von mindestens 65 cN/tex
aufweisen, daß sie in Form einer ebenen Parallelfadenschar vorliegen und daß sie von einem ausreichend scheuer-, wärme-
und lichtbeständigen Kunststoff ummantelt sind, der die schädliche Strahlung des Lichts von den Filamentgarnen fernhält.
Die Filamentgarne sollen zunächst einmal ein ausreichend
hohes Festigkeitsniveau besitzen, um innerhalb oder unterhalb der konventionellen Gurtbandabmessungen bleiben zu
können. Um dieses hohe Festigkeitsniveau des Ausgangsmaterials durch die oben aufgezeigten Nachteile der konventionellen
Gurt-Webetechnik nicht wieder zu vermindern, werden erfindungsgemäß jegliche Fadenverkreuzungen und-
-verschlingungen, wie sie beim Weben, Wirken oder bei der Vliesherstellung üblich sind, vermieden. Die Filamentgarne
werden dazu in Form einer "ebenen Parallelfadenschar angeordnet. "Parallelfadenschar" bringt zum Ausdruck, daß
die Filamentgarne, egal ob sie geradlinig, mäanderförmig oder wie auch immer liegen, zueinander parallel angeordnet
sind, also kreuzungsfrei vorliegen. "Eben" soll diese Parallelfadenschar sein im Gegensatz zu den (ebenfalls parallel
angeordneten) Kettfaden herkömmlicher Gurtbänder,
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die jeweils eine über die gesarate Gurtdicke reichende, räumliche
Aufwärts- und Abwärtslinie bilden. Erfindungsgemäß soll jedes Filamentgarn in einer parallel zur Gurtoberfläche
gedachten Ebene liegen. Durch diese Anordnung der Filamentgarne besitzt jedes Filamentgarn im Gurt seine ursprüngliche
hohe Reißfestigkeit, die mindestens 65 cN/tex betragen soll. Diese Festigkeitswerte werden beispielsweise von konventionellen
hochfesten Filamentgarnen aus Polyathylenterephthalat
oder aus Polyamid 6.6 bzw. Polyamid 6 erreicht.
Besonders fortschrittliche Ergebnisse werden erzielt, wenn Filamentgarne mit einer Reißfestigkeit von mindestens 100
cN/tex verwendet werden, weil dadurch eine deutliche Reduzierung der Gurtdicke (bei gleichbleibender Gurtbreite)
möglich ist. Reißfestigkeiten dieser Größenordnung weisen beispielsweise Kohlenstoff-Fäden oder Fäden aus aromatischen
Polyamiden (Aramiden) auf (etwa 120 bzw. 180 cN/tex). Filamentgarne
mit einer Reißfestigkeit von mindestens 150 cN/tex werden besonders bevorzugt.
Wenn gleich es, wie bereits erwähnt, möglich ist, herkömmliche Polymerisate wie Polyester oder lineare Polyamide zu
verwenden, wird - nicht nur wegen ihrer außergewöhnlich hohen Reißfestigkeit - den aromatischen Polyamiden der
Vorzug gegeben. Da diese Aramide eine sehr geringe Bruchdehnung besitzen, kann man aus ihnen hergestellte Gurtbänder
zu mit Schockabsorbern versehenen Sicherheitsgurt- ^verarbeiten, die im Belastungsfall ein Höchstmaß an irreversibler
Arbeitsaufnahme gewährleisten. Insbesondere auch in diesem
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Fall wird ein Gurtband bevorzugt, in dem die Filamentgarne
in geradlinig-gestreckter Form vorliegen. Wird jedoch ein Gurt bevorzugt, der wie die herkömmlichen Gurte eine gewisse
Materialdehnung besitzt, so können die Filamentgarne im Gurtband in Wellenform vorliegen, so daß über die Dehnung
des Kunststoff-Mantels eine ausreichende Elastizität in Längsrichtung gegeben ist. Ein solches Gurtband besitzt
außerdem den Vorteil, daß bleibend geradlinig-gestreckt vorliegende Filamentgarne ein Zeichen für die Unbrauchbarkeit
des Gurtes infolge Uberbelastung sind.
Um eine gegenseitige Beeinflussung der parallelliegenden Filamentgarne während des Gebrauchs des Gurtes zu vermieden
und jedes Filamentgarn wirkungsvoll gegen schädliche Einwirkungen insbesondere festigkeitsmindernder Art' zu schützen,
wird ein Gurtband bevorzugt, bei dem jedes Filamentgarn vollständig von einem Kunststoff umhüllt ist. Dieses kann
auch ein anderer als der die Ummantelung der Gesamt-Fadenschar bildende Kunststoff sein.
Als Materialien für die Ummantelung eignen sich alle ausreichend scheuer-, wärme- und lichtbeständigen Kunststoffe,
wie z.B. Polyvinylchlorid, Polyurethane,Polyamide oder Polyester-Elastomere,
soweit sie in der Lage sind, die schädlichen Strahlen des Lichts von den Filamentgarnen weitgehend
abzuhalten.
Um zu verhindern, daß die für die Filamentgarne schädliche Strahlung des Lichts durch den Kunststoffmantel dringt,
können dem Kunststoff Zusätze, wie Absorber, Stabilisatoren, Reflektoren, beigemischt werden. In gewissen Grenzen läßt
sich die Lichtdurchlässigkeit auch über die Mantelschicht dicke beeinflussen.
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Die Ummantelung kann beispielsweise durch Extrusion erfolgen.
Dabei wird eine in einer Ebene laufende Parallelfadenschar durch einen Schlitz in eine Extrusionsdüse eines Extruders
geführt und kontinuierlich mit dem im Extruder aufgeschmolzenen Kunststoff ummantelt.
Es ist auch möglich, die Filamentgarne durch Folienlaminierung zu umhüllen. Dabei wird die ebene Parallelfadenschar auf einer
Kalanderanlage mit zwei Kunststoff-Folien umgeben. Ober- und Unterseite können in einem oder mehreren Arbeitsgängen aufgebracht
werden. Ein Spezialfall dieser Methode ist die Schmelzwalzenbeschichtung,
bei der die aufzulaminierende Folie unmittelbar vor dem Laminiervorgang hergestellt wird.
Die Umhüllung der Parallelfadenschar kann auch durch Streichbeschichtung
erfolgen. Hierbei wird der Beschichtungskunststoff in gelöster oder pastöser Form direkt oder indirekt
mit Hilfe einer Rakelanlage aufgetragen und anschließend in einem Wärmekanal getrocknet, gehärtet oder geliert. Hierbei
kann auch eine Kombination von indirektem und direktem Auftrag für die Ober- bzw. Unterseite erfolgen.
Die Fadenschar kann auch nach einem Tauchverfahren umhüllt werden. Hierbei wird die Fadenschar durch ein Bad des gelösten
oder pastösen Kunststoffs geführt. Sie nimmt dabei einen gewissen Anteil des Kunststoffs mit, der anschließend
in einem Wärmeschrank getrocknet, gehärtet oder geliert wird. Dieses Verfahren kann mehrfach wiederholt oder aber mit einem
Rakelprozeß kombiniert werden, um die gewünschte Manteldicke zu erzielen.
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Es ist auch möglich, zunächst die einzelnen Pilamentgarne zu
ummanteln und dann in Parallellage zu bringen und durch Wärmeeinwirkung
miteinander zu verbinden. Die Ummantelung kann dabei bereits während des Fadenherstellungsprozesses erfolgen,
indem man Fäden mit Bikomponenten-(Kern-Mantel) Struktur spinnt, deren Mantelkomponente einen niedrigeren
Schmelzpunkt aufweist.
Es können auch strahlenvernetzbare Kunststoffe verwendet werden, deren Aushärtung, Trocknung oder Gelierung durch
eine Vernetzungsreaktion, z.B. durch UV- oder Ji -Strahlen erfolgen.
Schließlich ist es auch möglich, die vorab erwähnten Technologien miteinander zu kombinieren. Auch können die Filamentgarne
vor ihrer Ummantelung vorbehandelt werden, beispielsweise mit einer die Haftung zwischen den Garnen und dem
Kunststoff verbessernden Präparation.
Man kann die Filamentgarne so anordnen, daß sie untereinander gleiche Abstände besitzen. Vorzugsweise werden sie
aber in Gruppen angeordnet, wobei zwischen den einzelnen Gruppen Kunststoff-Stege von einigen Millimetern, beispielsweise
von etwa 1 mm bis zu etwa 8 mm Breite vorgesehen sind. Zur Gewichtserleichterung und/oder zur Beeinflussung der
Quersteifigkeit des Gurtbandes können diese Stege auch Hohlräume enthalten.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Gurtbänder kann in üblichen Gurtbreiten erfolgen. Man kann aber auch zunächst
eine beispielsweise 2 Meter breite, mit Kunststoff umman-
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telte Parallelfadenschar mit im Abstand der üblichen Gurtbreite angeordneten Kunststoffstegen herstellen und längs
dieser Stege ein Zerschneiden der Bahn in üblich breite Gurtbänder vornehmen.
Die Filamentgarne können in Form miteinander verzwirnter
oder verflochtener Einzelfilamente, d.h. in Bündelform mit etwa kreisrundem Bündelquerschnitt vorliegen. Um optimale
Festigkeitseigenschaften zu erreichen, sollen die Filamentgarne vorzugsweise ungedreht sein und in Bändchenform vorliegen,
d.h. der Bündelquerschnitt soll die Form einer flachen Ellipse besitzen.
Der den Mantel bildende Kunststoff kann eine strukturierte Oberfläche aufweisen. So lassen sich interessante Oberflächengestaltungen
beispielsweise mit äthetischer Zielsetzung erzielen, indem man auf den Kunststoff Muster oder Narbungen
aufprägt, die zur übrigen Innenausstattung des Automobils passen.
Vorzugsweise ist der den Mantel bildende Kunststoff farbig, wobei die Farbe ebenfalls an die Farbe der Innenausstattung
des Automobils angepaßt werden kann.
Eine Musterung der Gurtbänder läßt sich bei Verwendung eines wenigstens teilweise transparenten Kunststoffs dadurch
erreichen, daß die Filamentgarne oder Gruppen von Filamentgarnen unterschiedlich spinngefärbt sind. So können
sich beispielsweise Gruppen von schwarzen und weißen Filamentgarnen abwechseln.
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Es ist auch möglich, technisch wirksame Oberflächenmodifizierungen
vorzunehmen. So wird ein Gurtband bevorzugt, bei dem die Kunststoffummantelung an den beiden Flachseiten
des Gurtbandes Längsrillen aufweist, die derart profiliert sind, daß die Längsrillen der Unterseite mit den
Längsrillen der Oberseite formschlüssig miteinander verbunden werden können. Insbesondere sollen die Längsrillen
der Unterseite und die Längsrillen der Oberseite einer Feder-Nut-Verbindung entsprechend profiliert sein. Derartige
profilierte Oberflächen aufweisende Gurtbänder verrutschen während des Auf- oder Einrollens im Retraktor
nicht so schnell wie konventionelle Gurtbänder.
Die Erfindung wird anhand beigefügter Zeichnung beispielsweise
erläutert. Darin ist
Fig. 1 der Ausschnitt aus einem Gurtband, in dem die in Kunststoff 1 eingebetteten Filamentgarne 2 in
geradlinig-gestreckter Form vorliegen;
Fig. 2 der Ausschnitt aus einem Gurtband, in dem die in Kunststoff 1 eingehüllten Filamentgarne 3 in
Wellenform vorliegen;
Fig. 3 der Querschnitt durch ein Gurtband, bei dem gedrehte Filamentgarne 4 in gleichen Abständen zueinander
in den Kunststoff 1 eingebettet sind;
Fig. 4 der Querschnitt durch ein Gurtband, in dem gedrehte Filamentgarne 5 in Form von Gruppen 6 in den Kunststoff
1 eingebettet sind;
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Fig. 5 der Querschnitt durch ein Gurtband, welches aus einer in Kunststoff 1 eingebetteten ebenen Parallelfadenschar
aus ungedrehten, in Bändchenform vorliegenden Filamentgarnen 7 besteht;
Fig. 6 der Querschnitt durch ein Gurtband, in dem abwechselnd
Gruppen 8 aus roh-weißen Filamentgarnen 9 und Gruppen 10 aus spinnschwarzgefärbten Filamentgarnen 11 in
den Kunststoff 1 eingebettet sind;
Fig. 7 der Querschnitt durch ein Gurtband, dessen Oberseite 12 mit nutenförmigen Längsrillen 13 und dessen
Unterseite 14 mit federförmigen Längsrillen 15 versehen ist, und
Fig. 8 der Querschnitt durch ein Gurtband, welches durch beidseitiges Kaschieren einer ebenen Parallelfadenschar
16 mit zwei Folien 17, 18 hergestellt ist, die an ihren nach außen weisenden Oberflächen 19,
Längsrillen 21, 22 aufweisen.
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Claims (13)
1. Gurtband, vorzugsweise für Auto-Sicherheitsgurte, aus hochfesten Filamentgarnen, die aus einer Vielzahl von
Einzelfilamenten bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß
die Filamentgarne eine Reißfestigkeit von mindestens 65 cN/tex aufweisen, daß sie in Form einer ebenen Parallelfadenschar
vorliegen und daß sie von einem aus··-
reichend scheuer-, wärme- und lichtbeständigen Kunststoff ummantelt sind, der die schädliche Strahlung des
Lichts von den Filamentgarnen fernhält.
2. Gurtband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamentgarne eine Reißfestigkeit von mindestens
100 cN/tex besitzen.
3. Gurtband nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamentgarne eine Reißfestigkeit von mindestens
150 cN/tex besitzen.
4. Gurtband, nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamentgarne aus einem aromatischen
Polyamid bestehen.
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ORIGINAL INSPECTED
- 2 - A3GW31917 DE
5. Gurtband nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Filamentgarne in geradlinig-gestreckter Form vorliegen.
6. Gurtband nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Filamentgarn vollständig von einem Kunststoff umhüllt ist.
7. Gurtband nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Filamentgarne in Gruppen angeordnet sind und zwischen den einzelnen Gruppen Kunststoff-Stege
vorgesehen sind.
8. Gurtband nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Filamentgarne ungedreht sind und in Bändchenform vorliegen.
9. Gurtband nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der den Mantel bildende Kunststoff eine strukturierte Oberfläche aufweist.
10. Gurtband nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der den Mantel bildende Kunststoff farbig ist.
11. Gurtband nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Filamentgarne oder Gruppen von Filamentgarnen unterschiedlich spinngefärbt sind.
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- 3 - A3GW31917 DE
12. Gurtband nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kunststoffummantelung an den
beiden Flachseiten des Gurtbandes Längsrillen aufweist, die derart profiliert sind, daß die Längsrillen der
Unterseite mit den Längsrillen der Oberseite formschlüssig miteinander verbunden werden können.
13. Gurtband nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Längsrillen der Unterseite und die Längsrillen der Oberseite einer Feder-Nut-Verbindung
entsprechend profiliert sind.
130023/0 033 —^
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