DE4142884A1

DE4142884A1 - Airbag

Info

Publication number: DE4142884A1
Application number: DE19914142884
Authority: DE
Inventors: Yosuke Matsushima; Yasuhiro Iino; Shinichi Toyosawa; Takeshi Kimura; Yoshihide Fukahori; Akeshi Noda
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1990-12-27
Filing date: 1991-12-23
Publication date: 1992-07-02
Anticipated expiration: 2011-12-24
Also published as: US5618595A; GB9127276D0; JPH04228648A; US5879767A; GB2252983A; GB2252983B; DE4142884C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Airbag.

Airbagsysteme sind für verschiedene Transportmittel, insbesondere für Fahr zeuge, zum Schutz bei Kollisionen vorgeschlagen und eingesetzt worden.

Die Hülle eines Airbags besteht bisher allgemein aus einem gummibeschich ten Textilmaterial, das hergestellt wird, indem man ein Gewebe aus Nylonfa sern (180 Denier) mit Gummi, beispielsweise mit Chloropren beschichtet.

Dies hat den Nachteil, daß der Herstellungsprozeß kompliziert ist, da kreis förmige und obere Hüllenteile miteinander vernäht werden müssen und au ßerdem Bänder angenäht werden müssen, die dem Airbag beim Aufblasen die günstigste Form verleihen. Anschließend müssen die Nahtbereiche mit Gum mi beschichtet werden. Außerdem läßt sich die Hülle des herkömmlichen Airbags nicht sehr eng zusammenlegen, so daß der zur Aufnahme des zusam mengelegten Airbags dienende Behälter des Airbag-Moduls viel Platz bean sprucht. Hierdurch wird die Sichtbarkeit von Anzeigeinstrumenten des Fahr zeugs beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Airbag zu schaffen, der einen zuverlässigen Schutz von Fahrern und Beifahrern gewährleistet und dabei einfach und zu geringen Kosten hergestellt und kompakt zusammengelegt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in den unabhängigen Ansprü chen 1, 7 und 8 angegebenen Merkmalen gelöst.

Bei der Lösung nach Anspruch 1 weist der Airbag obere und untere Hüllentei le auf, die an ihren Rändern miteinander verbunden werden. Das obere Hül lenteil (das dem Fahrer beim Aufprall zugewandt ist), ist aus einem Gewebe aus Verbundfasern hergestellt, die einen Faserkern und ein daran gebunde nes thermoplastisches Polymer aufweisen. Die Polymerbestandteile der Ver bundfasern weisen eine niedrigeren Schmelzpunkt als die Faserkerne auf und werden bei der Herstellung des Hüllenteils miteinander verschmolzen.

Bei diesem Airbag ist somit keine Gummibeschichtung erforderlich, und die oberen und unteren Hüllenteile können ohne Nähte thermisch miteinander verschweißt werden. Hierdurch wird eine Vereinfachung des Herstellungs prozesses und eine Verringerung der Herstellungskosten erreicht. Darüber hinaus ergibt sich eine Platzersparnis, da der Airbag kompakt zusammenge legt und in dem Modul untergebracht werden kann. Da das Material des obe ren Hüllenteils flexibel gestaltet werden kann, ergibt sich darüber hinaus ei ne hohe Sicherheit, wenn der Airbag im Kollisionsfall aufgeblasen wird.

Bei der Lösung nach Anspruch 7 wird die Hülle des Airbags durch ein mem branartiges Material mit einer Bruchdehnung von wenigstens 100% gebildet. Die Hülle des Airbags besteht somit aus einer hochelastischen Membran, die bei der Herstellung zu einem sackförmigen Gebilde geformt wird. Durch die sen Airbag können Verletzungen im Bereich des Gesichts des Fahrers auch dann vermieden werden, wenn der Airbag beim Aufblasen auf das Gesicht des Fahrers auftrifft.

Die herkömmlichen Airbags bestehen aus Materialien mit einer geringen Ela stizität. Infolgedessen kommt es zu einer schnellen und abrupten Änderung des Innendruckes, wenn der aufgeblasene Airbag auf das Gesicht des Fahrers des Fahrzeugs (oder des Beifahrers) trifft. Da der erfindungsgemäße Airbag demgegenüber eine hochelastische und somit ausreichend nachgiebige Mem bran aufweist, ändert sich der Innendruck nur langsam. Hierdurch wird ein zuverlässiger Schutz des Körpers des Benutzers erreicht, unabhängig von der physischen Statur des Benutzers und unabhängig vom Abstand zwischen dem Körper des Benutzers und dem Lenkrad, in dem der Airbag-Modul vor der Kollision untergebracht ist. Folglich ist der Konstrukteur bei der Gestaltung des Airbagsystems weniger strengen Einschränkungen unterworfen.

Darüber hinaus läßt sich der erfindungsgemäße Airbag einfach herstellen, beispielsweise in einem einstufigen Formverfahren oder indem zwei flächige Hüllenteile durch Schweißen, Vulkanisieren oder Kleben an den Rändern miteinander verbunden werden. Da keine Nähte vorhanden sind, entfällt der bei herkömmlichen Herstellungsprozessen notwendige Schritt der Abdich tung der Nahtbereiche mit Gummi. Somit wird eine einfachere und rationel lere Herstellung ermöglicht und eine Senkung der Herstellungskosten er reicht.

Der erfindungsgemäße Airbag hat ein geringeres Gewicht als jeder herkömm liche Airbag und läßt sich deshalb kompakt und raumsparend in dem Modul unterbringen. Vor allem läßt sich der erfindungsgemäße Airbag im Notfall aufgrund seiner Materialbeschaffenheit schnell, zuverlässig und korrekt auf blasen.

Bei der Lösung nach Anspruch 8 weist der Airbag einen elastomeren Körper (Hülle) und ein Formgebungsteil auf, das an Teilen des elastomeren Körpers angebracht ist. Das Formgebungsteil ist aus elastischen Fasern oder Garnen und Hochmodulfasern hergestellt. Der elastomere Körper weist vorzugsweise eine höhere Dehnung auf als die elastischen Fasern.

Der so konstruierte Airbag läßt sich einfach in eine vorgegebene Form ent sprechend dem jeweiligen Design aufblasen, da die elastischen Fasern oder Garne des Formgebungsteils das Entfaltungs- und Aufblasverhalten des Air bags wirksam begünstigen und die Hochmodulfasern des Formgebungsteils den Airbag präzise in der gewünschten Form halten.

Spezieller wird durch die Fig. 6, die eine Spannungs/Dehnungs-Kurve einer weiter unten näher erläuterten speziellen Faser oder eines Garns zeigt, illu striert, daß die Hochmodulfasern die Dehnung der elastischen Fasern oder Garne in einem Bereich jenseits eines Punktes "a" begrenzen, wodurch die formgebende Wirkung erzielt wird.

In Fig. 6 illustriert der Kurvenabschnitt X das Verhalten eines Airbags in einem Bereich, in dem der Einfluß der elastischen Fasern oder Garne domi niert, und der Kurvenabschnitt Y illustriert das Verhalten des Airbags in einem Bereich, in dem der Einfluß der Hochmodulfasern dominiert.

Da der Airbag gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung das Formge bungsteil aufweist, können die andernfalls für die korrekte Formgebung des Airbags beim Aufblasen benötigten Bänder entfallen. Auch bei diesem Airbag sind keine Nähte vorhanden, so daß sich die bereits oben erläuterten Ratio nalisierungs- und Kostensenkungseffekte bei der Herstellung ergeben.

Vor allem ist der erfindungsgemäße Airbag äußerst elastisch, so daß auch beim Auftreffen des Gesichts des Benutzers auf den aufgeblasenen Airbag kei ne Verletzungen auftreten.

Aufgrund der hohen Elastizität besteht auch bei diesem Ausführungsbeispiel der Vorteil, daß sich der Airbag im Kollisionsfall optimal an den Körper des Benutzers anpaßt, so daß unabhängig vom Abstand zwischen dem Körper des Benutzers und dem Lenkrad ein zuverlässiger Schutz des Benutzers erreicht wird.

Darüber hinaus besteht bei dem Airbag gemäß Anspruch 8 der Vorteil, daß der Konstrukteur die dreidimensionale Form des Airbags im aufgeblasenen Zustand mit Hilfe des Formgebungsteils so bestimmen kann, daß der Airbag ideal an die jeweiligen Einsatzbedingungen im Fahrzeug und an die mögli chen Aufprallkonstellationen angepaßt ist. Dies läßt sich insbesondere da durch erreichen, daß das Verhältnis der elastischen Fasern zu den Hochmo dulfasern, die Breite, Länge und Position der speziellen Bänder des Formge bungsteils geeignet gewählt werden und/oder spezielle Gewebe sowie spe zielle elastische Fasern und Hochmodulfasern ausgewählt werden, wie in der Beschreibung der Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert wird. Darüber hinaus kann der Konstrukteur den Airbag gezielt so auslegen, daß das Gesicht des Benutzers nicht mit den Hochmodulfasern in Berührung kommt, wenn sich der Airbag beim Aufprall des Benutzers verformt.

Darüber hinaus hat der erfindungsgemäße Airbag ein geringeres Gewicht als herkömmliche Airbags, so daß er sich kompakt und raumsparend in dem Mo dul im Lenkrad des Fahrzeugs unterbringen läßt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß sich der Airbag beim Aufblasen sehr schnell und präzise entfaltet.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Airbag gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Verbundfaser zur Herstellung des Airbags;

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Textilbahn zur Bildung des Airbags;

Fig. 4 einen Schnitt durch ein Gewebe zur Bildung des Air bags;

Fig. 5 einen Schnitt durch ein anderes Hüllenmaterial für den Airbag gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 6 eine Spannungs/Dehnungs-Kurve einer speziellen Fa ser bei einem Airbag gemäß einem dritten Ausfüh rungsbeispiel;

Fig. 7 eine schematische Ansicht der speziellen Faser;

Fig. 8 einen Grundriß eines Gewebes bei dem Airbag nach dem dritten Ausführungsbeispiel; und

Fig. 9 bis 12 perspektivische Ansichten von verschiedenen Ausfüh rungsformen aufgeblasener Airbags gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel.

Anhand der Fig. 1 bis 5 soll ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert werden.

Fig. 1 ist ein Schnitt durch ein Beispiel eines Airbags gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel im aufgeblasenen Zustand. Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Verbundfaser, und Fig. 3 ist ein Schnitt durch das Hüllenmaterial des Airbags. Fig. 4 und 5 zeigen Schnitte durch andere Beispiele für das Gewebe und das Hüllenmaterial.

Gemäß Fig. 1 weist der Airbag 1 ein durch ein Bahnmaterial gebildetes obe res Hüllenteil 2 und ein ebenfalls durch ein Bahnmaterial gebildetes unteres Hüllenteil 3 auf, das in der Mitte eine Einstecköffnung 3a für eine Aufblasvor richtung aufweist. Auf der Innenseite des oberen Hüllenteils 2 ist etwa in der Mitte eine Verstärkungsbahn 4 angebracht. Die oberen und unteren Hüllen teile haben einen im wesentlichen kreisförmigen Zuschnitt und sind an den Rändern miteinander verbunden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel weisen die oberen und unteren Hüllenteile 2, 3 sowie die Verstärkungsbahn 4 ein Bahnmaterial auf, das aus einem Gewe be aus Verbundfasern hergestellt ist. Die Verbundfasern weisen einen Faser kern auf, an den ein thermoplastisches Polymer gebunden ist. Der Schmelz punkt des Polymers ist niedriger als der des Faserkerns. Bei der Herstellung werden die Polymerbestandteile der Fasern des Gewebes miteinander ver schmolzen.

Bei der Verbundfaser kann es sich um eine umhüllte Faser 7 gemäß Fig. 2 handeln, deren Faserkern 5 von einer Hülle 6 aus niedrigschmelzendem Po lymermaterial umgeben ist. In diesem Fall kann der Faserkern 5 auch exzen trisch in der Hülle angeordnet sein.

Andererseits kann es sich bei der Verbundfaser auch um eine Parallelfila ment-Faser handeln, bei der der Faserkern und das niedrigeschmelzende Po lymer nach Art eines Bimetalls parallel nebeneinander liegen und miteinan der verbunden sind.

Beispiele für die Kernmaterialien sind Polyamidfasern, Polyesterfasern und hochelastische Fasern wie etwa Aramidfasern, Fasern aus aromatischen Polye stern und ultrahochmolekulare Polyethylenfasern.

Als niedrigschmelzendes Polymer kommen Polyethylen, modifizierte Polye ster (mit niedrigem Schmelzpunkt), Polyurethan und Ethylen-Vinylacetat-Co polymere in Betracht. Wenn der Unterschied zwischen den Schmelzpunkten des Polymers und des Kerns klein ist, kann der Kern beim nachfolgend er läuterten Versiegeln des Gewebes schrumpfen. Aus diesem Grund ist es wün schenswert, daß der Schmelzpunkt des Polymers wesentlich Kleiner ist als der des Kerns. Der Unterschied zwischen den Schmelzpunkten sollte wenig stens 100 K, vorzugsweise wenigstens 150 K betragen.

Beispielsweise kann eine Verbundfaser verwendet werden, die aus einem Po lyesterkern (Schmelzpunkt 200 bis 250°C) und aus modifizierten Polyesterfa sern (Schmelzpunkt 90 bis 130°C) besteht.

Durch Erhitzen und - erforderlichenfalls - Pressen des Gewebes aus den oben beschriebenen Verbundfasern wird das niedrigeschmelzende Polymermateri al der Verbundfasern des Gewebes geschmolzen, so daß es in die Zwischen räume zwischen den Fasernkernen eindringt. Auf diese Weise erhält man das in Fig. 3 gezeigte luftdicht versiegelte Bahnmaterial 9, bei dem die Oberflä che, die Rückseite und die Zwischenräume zwischen den Kernen 5 mit einer durchgehenden niedrigschmelzenden Polymerschicht 8 ausgefüllt sind, die durch Schmelzen und anschließendes Aushärten des Polymermaterials gebil det wird. Das Schmelzen oder Heißpressen kann in einem Arbeitsgang mit dem Ausstanzen des Gewebes zur Bildung des Zuschnitts 9 ausgeführt wer den.

Das Bahnmaterial oder der Zuschnitt 9 mit einer geeigneten Form für das obere Hüllenteil, das untere Hüllenteil oder die Verstärkungsbahn läßt sich auf einfache und rationelle Weise herstellen, indem man das aus den oben be schriebenen Verbundfasern gebildete Gewebe erhitzt oder heißpreßt und ausstanzt.

Der Airbag gemäß Fig. 1 wird fertiggestellt, indem die Verstärkungsbahn 4 an der vorgesehenen Stelle auf das obere Hüllenteil 2 aufgeschweißt wird und indem die oberen und unteren Hüllenteile 2, 3 übereinandergelegt und an ih ren Rändern miteinander verschweißt werden.

Die Erfindung ist nicht auf das oben anhand der Fig. 1 erläuterte Ausfüh rungsbeispiel beschränkt. Die Verstärkungsbahn ist nicht in jedem Fall erfor derlich. Außerdem ist es möglich, das in Fig. 5 gezeigte Bahnmaterial zu verwenden, das durch Heißpressen eines in Fig. 4 gezeigten zweilagigen Gewebes 7A erhalten wird. Das Gewebe 7A besteht aus Schußfäden 7a aus normalen Fasern, einer oberen Lage von Kettfäden 7b aus Verbundfasern und einer unteren Lage von Kettfäden 7c aus normalen Fasern. Das durch Heiß pressen dieses Gewebes erhaltene Bahnmaterial 9A weist eine Schicht 9a auf, die aus dem thermoplastischem Material der Verbundfasern besteht und die Schußfäden 7a bedeckt und die durch Schmelzen und anschließendes Aus härten erhalten wird. Außerdem weist das Bahnmaterial 9a eine normale Fa serlage 9b auf, wie in Fig. 5 gezeigt ist.

Wenn der Airbag gemäß den obigen Ausführungsbeispielen auf das Gesicht oder den Kopf eines Fahrers oder eines Beifahrers auftrifft, so kommt es kaum zu Verletzungen, besonders wenn das niedrigeschmelzende Polymer material der oberen (äußeren) Lage ein flexibles Material wie etwa Polyethy len, ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer oder Polyurethan ist. Wenn für das untere Hüllenteil 4 ein Gewebe aus gewöhnlichen Fasern oder ein unversie geltes Gewebe aus Verbundfasern verwendet wird, so weist der Airbag eine gewisse Gasdurchlässigkeit auf, da das aus der Aufblasvorrichtung eintretende Gas (in Fig. 1 durch den Pfeil A repräsentiert) durch die Maschen des Ge webes entweichen kann. Aus diesem Grund brauchen keine besonderen Lüf tungsöffnungen vorgesehen zu werden. Wenn das Gewebe des unteren Hüllen teils aus gewöhnlichen Fasern besteht, so wird vorzugsweise ein thermisch schmelzbarer Film längs der Ränder zwischen den oberen und unteren Hül lenteilen eingefügt, damit sich diese Hüllenteile thermisch miteinander ver schweißen lassen.

Ein Airbag gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist aus einem membranartigen Material hergestellt, das in der Lage ist, sich um we nigstens 100%, vorzugsweise um 100 bis 1200%, besonders bevorzugt um 100 bis 500%, zu dehnen, bevor es reißt. Wenn das membranartige Material eine Bruchdehnung von weniger als 100% aufweist, kann das Ziel der Erfin dung nicht erreicht werden.

Als Membranmaterial mit einer Bruchdehnung von wenigstens 100% können thermoplastische sowie duroplastische Elastomermembranen verwendet werden.

Beispiele für geeignete thermoplastische Elastomere sind Polyurethan-Elasto mere, Polystyrol-Elastomere, Polyolefin-Elastomere, Polyester-Elastomere und Polyamid-Elastomere. Unter diesen Materialien sind Polyurethan-Elasto mere im Hinblick auf ihre mechanischen Eigenschaften und ihre Wärmebe ständigkeit besonders bevorzugt.

Beispiele für geeignete duroplastische Elastomere sind Naturgummi, Buta diengummi, Styrol-Butadiengummi, Chloroprengummi, Nitrilgummi, Butyl gummi, Ethylen-Propylengummi, chloro-sulfonierte Polyethylengummi, Acryl gummi, Epichlorhydringummi, Silikongummi, fluorierte Gummi und Polyure thangummi.

Der Airbag nach dem zweiten Ausführungsbeispiel kann nach einem der nachfolgend beschriebenen Verfahren aus einer solchen elastischen Mem bran hergestellt werden.

Erstes Herstellungsverfahren

Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren wird bei dem ersten Herstel lungsverfahren ein nahtloser Sack in einem einstufigen Formverfahren herge stellt. Speziell läßt sich hierzu einer der nachfolgend beschriebenen Herstel lungsprozesse A, B und C einsetzen.

Prozeß A

Wenigstens eine Membran aus thermoplastischen oder duroplastischen Ela stomeren wird in einem Blasformverfahren zu einem Airbag mit einer Wand dicke von 10 bis 700µm, vorzugsweise 100 bis 500µm geformt. In diesem Fall ist es möglich, der Hülle des Airbags eine Schichtstruktur zu geben, in dem man zwei oder mehr thermoplastische oder duroplastische Elastomerfo lien verwendet. Der Airbag mit einer Schichtstruktur aus zwei oder mehr Membranen hat hervorragende Eigenschaften, da sich die physikalischen Ei genschaften der Innenseite und der Außenseite des Airbags unterscheiden.

Insbesondere läßt sich ein Airbag herstellen, bei dem die Innenlage und die Außenlage sich hinsichtlich ihrer Wärmebeständigkelt unterscheiden.

Prozeß B

Ein thermoplastisches oder duroplastisches Elastomer wird in einem Spritz formverfahren zu einem Airbag mit einer Wanddicke von 10 bis 700µm vor zugsweise 100 bis 500µm geformt.

Prozeß C

Bei diesem Verfahren wird zunächst eine der Gestalt des Airbags entspre chende Form in ein dieser Form angepaßtes Stretchgewebe oder -gewirke oder elastischen Fasern mit einer Bruchdehnung von wenigstens 100% in der Weise eingehüllt, daß eine Öffnung oder ein Loch in einen Teil des Stretchgewebes oder -gewirkes gebildet wird. Danach wird das die Form um gebende Stretchgewebe oder -gewirke in eine Flüssigkeit eingetaucht, die ein thermoplastisches oder duroplastisches Elastomer enthält, das in der La ge ist, einen Film mit einer Bruchdehnung von wenigstens 100% zu bilden, und anschließend wird das mit dem Elastomer imprägnierte Gewebe oder Gewirke gründlich getrocknet. Die Öffnung oder das Loch wird wieder ge dehnt, bevor der fertige Airbag von der Form abgezogen wird.

Die Stretchgewebe können aus elastischen Fasern wie etwa elastischen Poly urethanfasern mit einer Bruchdehnung von wenigstens 100% bestehen. Vor zugsweise sollte die Bruchdehnung dieser Fasern im wesentlichen gleich der Bruchdehnung des thermoplastischen Elastomers sein, mit dem das Gewebe oder Gewirke imprägniert wird, um die Matrix des Airbags zu bilden. Die Stretch-Gewirke können aus Nylon oder Polyesterfasern hergestellt sein, wo bei Nylonfasern im Hinblick auf ihre Flexibilität bevorzugt sind.

Bei den Flüssigkeiten handelt es sich um irgendwelche Lösungen, Emulsio nen oder Dispersionen, die das thermoplastische oder duroplastische Elasto mer enthalten.

Zweites Herstellungsverfahren

Bei dem zweiten Herstellungsverfahren wird der Airbag hergestellt, indem zwei Zuschnitte miteinander verbunden werden. Im Gegensatz zu herkömm lichen Verfahren werden die beiden Zuschnitte jedoch nicht miteinander vernäht. Bei diesem Verfahren wird eine Folie mit einer Dicke von 10 bis 700 µm, vorzugsweise 100 bis 500µm aus wenigstens einem thermoplastischen oder duroplastischen Elastomer als Flachfolie oder als Blasfolie extrudiert.

Anschließend wird die extrudierte Folie in Kreisform oder in einer anderen gewünschten Form ausgestanzt, und die Ränder von zwei so erhaltenen Zu schnitten werden verschweißt, vulkanisiert oder zusammengeklebt, um den Airbag zu bilden. Es kann eine Verbund- oder Schichtfolie mit zwei oder mehr thermoplastischen oder duroplastischen Elastomerfilmen verwendet werden. Außerdem kann auch ein thermoplastisches oder duroplastisches elastisches Bahnmaterial verwendet werden, das mit einem Stretchgewebe oder -gewirke verstärkt ist, wie es in dem Prozeß C des ersten Herstellungs verfahrens beschrieben wurde.

Der Airbag kann mit einem Formhalteteil versehen sein, das die Richtung der Dehnung des Airbags bestimmt und den aufgeblasenen Airbag in einer opti malen Form hält. Der Airbag dieses Typs kann nach einem der folgenden Verfahren hergestellt werden:

1) Ein Verfahren, bei dem der Rand einer Einführöffnung zum Einführen der Aufblasvorrichtung in den Airbag und der innere zentrale Oberflächenbe reich des Airbags, der mit dem Körper des Fahrers in Berührung kommt, mit Hilfe mehrerer Zugseile oder -bänder durch Schweißen, Vulkanisieren oder Kleben miteinander verbunden werden.
2) Ein Verfahren, bei dem eine Rippe durch Schweißen, Vulkanisieren, Kle ben oder Spritzgießen einstückig an Teilen des Airbags angebracht wird.
3) Ein Verfahren, bei dem ausgewählte Teile des aus einem thermoplasti schen Elastomer hergestellten Airbags mit Hilfe von Elektronenstrahlen ver netzt werden, wodurch die Dehnung der mit dem Elektronenstrahl bestrahl ten Teile verringert und der Elastizitätsmodul dieser Teile auf einen über dem Elastizitätsmodul der übrigen Teile liegenden Wert erhöht wird.

Die Zugseile oder -bänder oder Rippen sind so beschaffen, daß sie durch Schweißen, Vulkanisieren oder Kleben an dem Airbag angebracht werden können und bestehen aus einer Elastomerfolie oder aus einer solchen Folie, die durch ein Gewebe verstärkt ist.

Ein Airbag gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist einen durch eine elastische Folie oder mehrere elastische Folien gebildeten elastomeren Körper und ein Formgebungsteil auf, das an Teilen des elastome ren Körpers angebracht ist.

Das Formgebungsteil ist aus einem speziellen Gewebe hergestellt, das 10 bis 90 Gewichtsprozent, vorzugsweise 20 bis 80 Gewichtsprozent elastische Fa sern oder Garne und 90 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 80 bis 20 Ge wichtsprozent Hochmodulfasern enthält und kann einen Aufbau gemäß einem der nachfolgend beschriebenen Beispiele aufweisen.

1) Spezielle Bänder oder Gewebe aus elastischen Fasern oder Garnen und aus Fasern mit einem hohen Elastizitätsmodul.
- 1a) Ein spezielles Band I-a enthält spezielle, in Fig. 7 gezeigte Fasern, die her gestellt werden, indem ein oder mehrere Hochmodulfasern 12 spiralförmig um einen Kern 11 aus elastischen Fasern oder Garnen gewunden werden. Ei ne Vielzahl der speziellen Fasern 13 werden so miteinander kombiniert, daß sich ein Band ergibt. In diesem Fall müssen die speziellen Fasern 13 so mit einander kombiniert oder verbunden werden, daß sie sich nicht voneinander lösen.
- 1b) Ein spezielles Gewebe I-b wird durch Verweben der speziellen Fasern 13 er halten. Das spezielle Gewebe I-b kann bandförmig ausgebildet sein.
2) Spezielle Gewebe aus elastischen Fasern oder Garnen und Fasern mit einem hohen Elastizitätsmodul.
2a) Ein spezielles Gewebe II-a, das Bereiche 17A aufweist, die im wesentlichen aus elastischen Fasern oder Garnen bestehen, während die übrigen Bereiche 17B im wesentlichen aus Hochmodulfasern bestehen, wie in Fig. 8 gezeigt ist.
2b) Ein spezielles Gewebe II-b mit einer Schichtstruktur mit einer Schicht aus einem elastischen Gewebe, das im wesentlichen aus elastischen Fasern oder Garnen besteht, und einer Schicht aus einem Hochmodul-Gewebe, das im wesentlichen aus Hochmodulfasern besteht. In diesem Fall sollte wenigstens ein Teil des elastischen Gewebes an der Oberfläche aus dem Hochmodul-Ge webe heraustreten.

Bei den elastischen Fasern oder Garnen kann es sich um thermoplastische oder duroplastische Fasern oder um Gummifäden handeln, die vorzugsweise eine Bruchdehnung von wenigstens 50%, insbesondere zwischen 50 und 1200% und speziell zwischen 100 und 500% aufweisen. Beispiele derartiger elastischer Fasern oder Garne sind elastische Polyurethanfasern, Kräuselfa sern und Gummifäden.

Die Hochmodulfasern sollten eine geringe Dehnung aufweisen. Beispiele für geeignete Hochmodulfasern sind Aramidfasern, Fasern aus aromatischen Po lyestern und ultrahochmolekulare Polyethylenfasern.

Der Körper des Airbags gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist aus einer Elastomerfolie hergestellt. Bei diesem Elastomer handelt es sich um ein ther moplastisches oder duroplastisches Elastomer, das vorzugsweise eine größe re Elastizität als die oben beschriebenen elastischen Fasern aufweist.

Als duroplastische Elastomere werden vorzugsweise Naturgummi, Butadien gummi, Styrol-Butadiengummi, Chloroprengummi, Nitrilgummi, Butylgummi, Ethylen-Propylengummi, chloro-sulfonierte Polyethylengummi, Acrylgummi, Epichlorhydringummi, Silikongummi, fluorierte Gummi oder Polyurethan gummi verwendet.

Als thermoplastische Elastomere werden vorzugsweise Elastomere aus Poly urethan, Polystyrol, Polyolefin, Polyester oder Polyamid verwendet. Unter die sen Materialien haben Polyurethan-Elastomere im Hinblick auf ihre mechani schen Eigenschaften und ihre Hitzebeständigkeit den Vorzug.

Unter dem Gesichtspunkt der Gewichtsersparnis, der Aufblaseigenschaften und der Festigkeit des Airbags sollte die Elastomerfolie vorzugsweise eine Dicke von 10 bis 3000µm, speziell zwischen 100 und 1000µm und eine Bruchdehnung von 150 bis 1500%, speziell zwischen 500 und 1200% aufwei sen.

Obgleich grundsätzlich keine Beschränkungen hinsichtlich des Herstellungs verfahrens für diesen Airbag bestehen, läßt sich der Airbag auf einfache Weise herstellen, indem man das Formgebungsteil durch Heißpressen auf bestimm te Teile einer Elastomerfolie auflaminiert, so daß man einen einstückigen Zu schnitt erhält, zwei solcher einstückigen Zuschnitte übereinanderlegt und deren Ränder verschweißt, vulkanisiert oder verklebt, wie in Fig. 9 gezeigt ist. In Fig. 9 bezeichnet das Bezugszeichen 14 das spezielle Band I-a oder das spezielle Gewebe I-b, II-a oder II-b.

Die Gestalt des Formgebungsteils sollte so gewählt werden, daß die Hochmo dulfasern ihre Wirkung gut entfalten können und die Dehnung der elasti schen Fasern oder Garne in dem Bereich jenseits des Punktes "a" in Fig. 6 wirksam begrenzen, und daß der Airbag im aufgeblasenen Zustand jenseits des Punktes A eine bestimmte Form entsprechend dem jeweiligen Design er hält.

Zur näheren Illustration der Erfindung werden nachfolgend einige spezielle Ausführungsbeispiele dargestellt.

Beispiel 1

Ein oberes Hüllenteil aus einem im wesentlichen kreisförmigen luftdichten Zuschnitt mit einem Durchmesser von 75 cm und einer Dicke von 0,4 mm wurde auf folgende Weise hergestellt. Es wurde ein Gewebe hergestellt aus Verbundfasern mit einem Polyesterkern (Schmelzpunkt 230°C) und einer Hülle aus modifiziertem Polyester (Schmelzpunkt 110°C), und das Gewebe wurde bei 150°C angeschmolzen und gestanzt. Auf ähnliche Weise wurde eine Verstärkungsbahn aus einem annähernd kreisförmigen luftdichten Zuschnitt mit einem Durchmesser von 16 cm und einer Dicke von 0,4 mm hergestellt und annähernd in der Mitte thermisch auf das obere Hüllenteil aufge schweißt.

Ein unteres Hüllenteil mit einem Durchmesser von 75 cm und einer Dicke von 0,4 mm, das mit einer Einführungsöffnung für die Aufblasvorrichtung ver sehen war, wurde durch Ausstanzen eines in der oben beschriebenen Weise hergestellten Gewebes gebildet.

Der in Fig. 1 gezeigte Airbag wurde fertiggestellt, indem die oberen und un teren Hüllenteile übereinandergelegt und an den Rändern durch Heißpres sen miteinander verschweißt wurden.

Beispiel 2

Ein Airbag mit dem in Fig. 1 gezeigten Aufbau wurde hergestellt, indem ein thermisch schmelzbarer Film aus modifiziertem Polyester (Schmelzpunkt 110°C) mit einem Außendurchmesser von 75 cm und einem Innendurchmes ser von 72 cm und einer Dicke von 0,4 mm zwischen dem in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellten oberen Hüllenteil mit einem Durchmesser von 75 cm und einer Dicke von 0,4 mm und einem unteren Hüllenteil aus einem Polyestergewebe mit einem Durchmesser von 75 cm und einer Dicke von 0,4 mm eingefügt wurde, und indem die Ränder Hüllenteile durch Heißpressen bei einer Temperatur von 140°C miteinander verschweißt wurden.

Die Airbags gemäß Beispiel 1 und Beispiel 2 konnten so auf einfache Weise hergestellt werden und zeichneten sich durch hervorragende Aufblaseigen schaften und eine raumsparende Unterbringungsmöglichkeit aus.

Beispiel 3

Ein Airbag mit einer Wanddicke von 300µm wurde durch Blasformen aus einem thermoplastischen Etherpolyurethan-Elastomer (Polyurethan auf der Grundlage eines Ethers) mit einer JIS A-Härte von 85 und einer Bruchdeh nung von 500% hergestellt. Der so erhaltene Airbag hatte ein Nettogewicht von 270 Gramm.

Beispiel 4

Aus dem gleichen thermoplastischen Polyurethan-Elastomer wie in Beispiel 3 wurde eine Folie mit einer Dicke von 300µm durch Extrusion hergestellt. Aus der Folie wurden zwei kreisförmige Zuschnitte mit einem Durchmesser von jeweils 750 mm ausgestanzt. Ein kreisförmiger Zuschnitt wurde noch mals gestanzt, um eine Öffnung für die Aufblasvorrichtung sowie eine Lüf tungsöffnung zu bilden. Anschließend wurden die beiden kreisförmigen Zu schnitte übereinandergelegt und in ihren äußeren Randbereichen in einem 30 mm breiten Streifen durch Heißpressen bei 150°C miteinander ver schweißt. Auf diese Weise wurde ein Airbag mit einem Nettogewicht von 290 Gramm erhalten.

Beispiel 5

Aus dem gleichen Polyurethan-Elastomer wie in Beispiel 3 wurden Folien mit einer Dicke von 150µm extrudiert. Anschließend wurden die beiden Polyur ethanfolien auf die beiden Oberflächen eines elastischen Polyurethangewebes mit einer Elastizität von 500% auflaminiert, und die Materiallagen wurden durch Heißwalzen bei 150°C miteinander verschweißt. Aus dem so erhaltenen Bahnmaterial wurde in der gleichen Weise wie bei dem Beispiel 4 ein Airbag hergestellt, der ein Nettogewicht von 310 Gramm hatte.

Beispiel 6

Eine der Kontur des aufgeblasenen Airbag entsprechende Form wurde in ein elastisches Polyurethangewirke eingehüllt, das durch Wirken der Fasern zu einem airbag-förmigen Gebilde hergestellt wurde. Anschließend wurde das auf der Form befindliche Gewirke in eine Lösung, die 40% konzentriertes Kalziumnitrat und Methanol enthielt, und danach in ein Latex aus Chloro prengummi eingetaucht, das in der Lage war, einen Film mit einer Bruchdeh nung von 700% zu bilden. Das latex-imprägnierte Gewirke auf der Form wur de in einem Trockner getrocknet und bei 70°C 120 Minuten lang vulkani siert, bevor es von der Form entfernt wurde. Der so erhaltene Airbag hatte ei ne Wanddicke von 300µm und ein Nettogewicht von 310 Gramm.

Beispiel 7

Ein Spezialband I wurde hergestellt, indem eine Hochmodul-Aramidfaser spi ralförmig um einen elastischen Polyurethanfaserkern gewunden wurde, um eine Spezialfaser herzustellen, und indem mehrere der Spezialfasern mitein ander zu dem Band kombiniert wurden. Anschließend wurde das Spezialband auf eine thermoplastische Etherpolyurethan-Elastomerfolie mit einer Dicke von 300µm durch Heißpressen auflaminiert, und aus diesem Laminat wurden zwei laminierte Zuschnitte gebildet. Die Ränder dieser Zuschnitte wurden miteinander verschweißt, um den Airbag 16 zu bilden, der in Fig. 9 in auf geblasenem Zustand gezeigt ist.

Beispiel 8

Ein Spezialgewebe I-b aus den Spezialfasern gemaß Beispiel 7 wurde auf einen Elastomerfilm 15 mit einer Dicke von 300µm durch Heißpressen auf laminiert, und aus diesem Laminat wurden zwei laminierte Zuschnitte gebil det. Die Ränder dieser Zuschnitte wurden zur Bildung des Airbags 16 gemäß Fig. 9 miteinander verschweißt. Die Pfeilrichtung A in Fig. 9 zeigt die Richtung, in der der Airbag mit dem Gesicht des Fahrzeugfahrers in Berüh rung kommt. Die andere Pfeilrichtung B gibt die Richtung an, in der sich der Airbag aufbläst.

Beispiel 9

Es wurde ein Spezialgewebe 17 (Spezialgewebe II) hergestellt, das gemäß Fig. 8 Bereiche 17A aus elastischen Polyurethanfasern und kreuzweise ange ordnete Bereiche 17B aus Hochmodul-Aramidfasern enthielt. Das Spezialge webe 17 wurde durch Heiß-Preßformen auf eine Elastomerfolie mit einer Dicke von 300µm auflaminiert. Auf diese Weise wurden der in Fig. 10 in aufgeblasenem Zustand gezeigte Airbag 18 und der in Fig. 11 gezeigte Airbag 19 hergestellt.

Ein weiterer Airbag wurde auf die gleiche Weise hergestellt, mit der Ausnah me, daß die elastischen Fasern zur Bildung der Bereiche 17A durch Spezialfa sern gemäß Beispiel 7 ersetzt wurden. Der so erhaltene Airbag erwies sich im Hinblick auf alle Anforderungen als zufriedenstellend.

Beispiel 10

Durch Laminieren eines elastischen Gewebes und eines Hochmodulgewebes und anschließendes Auflaminieren einer Elastomerfolie wurden Airbags 18, 19 und 20 mit der in Fig. 10 bis 12 gezeigten Form nach dem glei chen Verfahren wie in Beispiel 9 hergestellt. Die Airbags 18 und 19 sind ge eignet zum Schutz von Beifahrern auf Sitzen neben dem Fahrersitz. Der Air bag 20 dient zum Schutz des Fahrers.

Die Airbags gemäß den Beispielen 8 bis 10 hatten ein geringes Gewicht und ließen sich präzise aufblasen. Alle hergestellten Airbags konnten kompakt in dem Modul untergebracht und in sehr einfacher Weise hergestellt werden.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, wird durch die Erfindung ein Airbag mit hervorragenden Eigenschaften geschaffen, der einen zuverlässigen Schutz für die Fahrer (und Beifahrer) von Fahrzeugen bietet und sich pro blemlos aufbläst und der darüber hinaus ein geringes Gewicht aufweist und sich gut in einem raumsparenden Airbag-Modul unterbringen läßt. Der erfin dungsgemäße Airbag läßt sich zudem einfach und zu geringen Kosten herstel len und ermöglicht ein hohes Maß an konstruktiver Freiheit bei der Gestal tung des Airbagsystems.

Claims

1. Airbag mit einem oberen Hüllentell (2) und einem unteren Hüllenteil (3), die an den Rändern (1A) miteinander verbunden sind, dadurch gekenn zeichnet, daß das obere Hüllenteil (2) aus einem luftdichten Bahnmaterial (9) besteht, das aus einem Gewebe aus Verbundfasern (7; 7b) mit einem Fa serkern (5) und einem daran gebundenen thermoplastischen Polymer (6), das einen niedrigeren Schmelzpunkt als der Faserkern aufweist, hergestellt ist, bei dem das thermoplastische Polymer (6) zu einer die Oberfläche des oberen Hüllenteils (2) bildenden durchgehenden Polymerschicht (8) ver schmolzen ist.

2. Airbag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundfa ser (7) eine umhüllte Faser ist, bei der der Faserkern (5) in das thermoplasti sche Polymer (6) eingehüllt ist.

3. Airbag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundfaser eine mehrsträngige Faser ist, bei der der Faserkern und das thermoplasti sche Polymer parallel Seite an Seite liegen und aneinander gebunden sind.

4. Airbag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserkerne durch Polyamidfasern, Polyesterfasern, Aramidfasern, Fasern aus aroma tischen Polyestern oder ultrahochmolekulare Polyethylenfasern gebildet sind.

5. Airbag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelz punkt des thermoplastischen Polymers (6) um wenigstens 100 K unter dem Schmelzpunkt des Faserkerns (5) liegt.

6. Airbag nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das thermopla stische Polymer Polyethylen, ein modifizierter, niedrigeschmelzender Polye ster, Polyurethan oder ein Etyhlen-Vinylacetat-Copolymer ist.

7. Airbag, dadurch gekennzeichnet, daß seine Wand aus einem menbranar tigen Material mit einer Bruchdehnung von wenigstens 100% besteht.

8. Airbag, gekennzeichnet durch einen elastomeren Körper (15; 17A) und ein auf Teilen des elastischen Körpers angebrachtes Formgebungsteil (14; 17B), das elastische Fasern oder Fäden und Hochmodulfasern enthält.