DE4234988C2 - Gassack-Struktur - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht auf einen aufblasbaren Gassack nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie auf ein Verfahren zur Herstellung des Gassacks. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfin­ dung auf einen neuen Weg zum Formen einer Strömungs­ mitteleinlaßöffnung in einem Gassack und auf eine neue Struktur zum (i) Befestigen des Luftsacks in einem Insas­ senrückhaltesystem, und (ii) Widerstehen von Kräften, die dazu tendieren, den Gassack von dem Rest des Rückhaltesystems wegzureißen während des Einsatzes des Gassacks.

Ein typisches Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem weist einen Behälter, einen aufblasbaren Gassack angeord­ net in dem Behälter, und eine Aufblasvorrichtung in der Nähe des aufblasbaren Gassacks auf. Der aufblasbare Gassack ist herkömmlicherweise aus flexiblem Stoffmaterial, wie zum Beispiel Nylon gebildet, und wird im allgemeinen in dem Behälter in einem zusammengelegten, gefalteten Zu­ stand aufbewahrt. Der Gassack besitzt eine Strömungs­ mitteleinlaßöffnung, durch die Strömungsmittel (zum Bei­ spiel Gas) unter Druck in den Gassack geleitet werden kann. Der Umfang der Strömungsmitteleinlaßöffnung (oft als der "Mund" des Gassacks bezeichnet) wird an dem Be­ hälter und/oder der Aufblasvorrichtung befestigt.

Beim Anfang einer Kollision wird die Aufblasvorrichtung betätigt und leitet schnell ein inertes, nicht giftiges Gas (zum Beispiel Stickstoff) in die Strömungsmittelein­ laßöffnung des Gassacks. Das Gas drängt den Luftsack aus dem Behälter und bläst den Gassack schnell in eine vor­ bestimmte Form auf. Wenn der Gassack in seine vorbe­ stimmte Form aufgeblasen ist, dämpft der Gassack einen Fahrzeuginsassen gegen Zusammenprallen mit einem Bauteil des Fahrzeugs.

Bei der Konstruktion eines Gassacks ist eine der funda­ mentalen Überlegungen der Entwurf des Mundes des Gas­ sacks. Der Mund des Gassacks muß eine Strömungsmittel­ einlaßöffnung vorsehen und Mittel, wodurch der Gassack an dem Behälter und/oder der Aufblasvorrichtung befestigt werden kann.

Eine bekannte Art der Konstruktion eines Mundes eines Gas­ sacks ist in dem US-Patent 48 17 828 offenbart. Der Gas­ sackstoff ist an dem Umfang der Strömungsmitteleinlaß­ öffnung in Röhrchen geformt. Eine Serie von starren Haltestangen sind in den Stoffröhrchen angeordnet, um den Mund des Gassacks fertigzustellen. Der Gassack ist durch Befestiger an einer Reaktionsdose befestigt, die Teil eines Behälters für den Gassack ist. Die Befestiger sichern die Haltestangen an der Reaktionsdose mit einem Teil jedes Stoffröhrchens, eingefangen zwischen der Reak­ tionsdose und einer Haltestange. Die Haltestangen vertei­ len Kräfte, die auf das Gassackmaterial wirken und hel­ fen ihm dabei zu widerstehen, von der Reaktionsdose weg­ gerissen zu werden während des Einsatzes des Airbags.

Eine andere bekannte Art der Konstruktion des Mundes für einen Gassack ist in dem US-Patent 41 83 550 offenbart. Die Strömungsmitteleinlaßöffnung ist eine im allgemeinen kreisförmige Öffnung in dem Gassackstoff. Die Öffnung besitzt einen Durchmesser, der kleiner ist als der Außen­ durchmesser einer Aufblasvorrichtung, die dazu dient, in den Gassack eingeführt zu werden. Ein Innenteil des Sackmaterials besitzt um die Öffnung radiale Schlitze, und erstreckt sich nach innen von einem Halter, der ver­ wendet wird, um den Gassack in einem Fahrzeugrückhalte­ system anzubringen. Diese Struktur ermöglicht angeblich, daß die Aufblasvorrichtung in die Öffnung in dem Sack­ material eingeführt werden kann und erhöht angeblich den Scher- oder Reißwiderstand des Luftsackmaterials in dem Bereich, wo der Luftsack die Aufblasvorrichtung umgibt.

Beide der vorhergehenden Patente offenbaren eine Befesti­ gungsstruktur für den Mund eines Gassacks, der zum Widerstehen des Wegreißens des Gassacks von dem Rest eines Insassenrückhaltesystems dient, und zwar während der Verwendung des Gassacks. Typischerweise ist bei Fahr­ zeuginsassen-Rückhaltessystemen, die eine pyrotechnische Aufblasvorrichtung beinhalten, wie zum Beispiel in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel des ′828-Patents, der Mund des Gassacks mit Abstand nach außen von der Aufblasvorrichtung angeordnet. Das abstandsmäßige Anordnen sieht etwas Schutz gegen die Wärme der Aufblasvorrichtung (oder der Gase, die durch die Aufblasvorrichtung während ihres Betriebs erzeugt werden) vor. Zusätzlich ist es bekannt, den Stoff eines Gassackmaterials mit einem wärmewiderstehenden Material zu überziehen, um weiteren Wärmeschutz für den Gassackstoff vorzusehen.

US Patent 5,018,762 schlägt verschiedene Arten von Gasleitvorrichtungen innerhalb eines Gassacks vor, die entweder an der Aufblasvorrichtung oder am Gassack selbst angebracht werden, um das Aufblasverhalten bzw. die Form des Gassacks im aufgeblasenen Zustand zu beeinflussen. Das Problem der Verstärkung und des Wärmeschutzes der Befestigung des Gassacks selbst an der Aufblasvorrichtung wird in diesem Patent weder erkannt noch gelöst.

Aus der DE 41 11 059 A1 ist eine Verstärkungsstruktur für einen Gassack bekannt, die eine zusätzliche Lage aus flexiblem Gewebe umd ie Gaseinlaßöffnung des Gassacks herum umfaßt, wobei diese zusätzliche Lage mit dem Gassackmaterial vernäht ist. Der dort gezeigte Gassack weist auch eine Wärmeschutzstruktur auf in Form einer auf die Oberfläche des Basisgewebes auflaminierten, wärmebeständigen Folie aus einem Chloroprengummi. Ferner ist eine Nähfaden- Schutzschicht vorgesehen, die den Nähfaden vor Wärmeschädigungen schützen soll.

Aus der EP 0 469 734 A1 ist eine Verstärkungsstruktur für die Einströmöffnung eines Gassacke bekannt, wobei die Verstärkungsstruktur eine Vielzahl von Lagen aus dem Gassackmaterial sowie einen dazwischen angeordneten Haltering aufweist.

In dem Gassacksystem gemäß dem ′550-Patent, das auch eine pyrotechnische Aufblasvorrichtung beinhaltet, liegen die inneren Enden des Gassacks direkt gegen die Auf­ blasvorrichtung an. Darüber hinaus sind die Gasauslaß­ löcher in der Aufblasvorrichtung unabgedeckt und so an­ geordnet, daß Gas, welches aus den Löchern geleitet wird, direkt auf dem Mund des Gassacks auftreffen kann. Somit besteht ein Risiko, daß die Wärme von der Aufblasvor­ richtung oder das Gas von der Aufblasvorrichtung den Mund des Gassacks verbrennt oder schmelzt. Wenn der Mund des Sacks durch Brennen oder Schmelzen geschwächt ist, kann der von seinen Befestigern unter dem Druck der Verwendung des Gassacks wegreißen. Da Fahrzeugrückhaltesysteme kom­ pakter werden, ist der Gassack notwendigerweise näher zu der Aufblasvorrichtung angeordnet. Somit wird die Not­ wendigkeit Gassack-Konstruktionen vorzusehen, welche sowohl der Wärme und dem Einsatzdruck widerstehen, besonders wichtig. Da aufblasbare Luftsäcke in mehr Fahrzeugen installiert werden, würde darüber hinaus die Not­ wendigkeit, solche Luftsäcke effizient herzustellen und sie effizient in Fahrzeugrückhaltesysteme aufzunehmen, immer wichtiger.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Gassack zur Verfügung zu stellen, der einerseits eine Verstärkungsstruktur für die Einlaßöffnung des Gassacks und eine in diesem Bereich angeordnete Befestigungsstruktur vorzusehen, die gleichzeitig eine Wärmeschutzstruktur aufweist, die nicht nur den unmittelbaren Bereich der Gaseinlaßöffnung und die Befestigungsstruktur schützt, sondern auch den dazu benachbarten Bereich des Gassacks wirksam vor Wärmeschädigungen schützt. Der Gassack sollte ferner einfach und kostengünstig herzustellen sein.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine Wärmeschutzstrukktur integral mit einer Verstärkungsstruktur ausgebildet wird und eine Vielzahl von ablenkbaren Klappen vorgesehen ist, die aus flexiblem Material gebildet sind, und die sich vom Umfang der Gaseinlaßöffnung (21) radial nach innen in Richtung zur Mittelachse der Gaseinlaßöffnung erstrecken und nach außen bezüglich der Mittelachse ablenkbar sind, wenn Strömungsmittel gegen die ablenkbaren Klappen in die Einlaßöffnung geleitet wird.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich also auf einen neuen Gassack, der so konstruiert ist, daß er einfach und effizient herzustellen und in ein Rückhaltesystem anzubringen ist, und zwar durch Mas­ senherstellungsverfahren. Darüber hinaus ist der Gassack speziell so konstruiert, daß er widersteht, von dem Insas­ sen-Rückhaltesystem weggerissen zu werden unter der Wärme und dem Druck, denen der Gassack während seines Ein­ satzes ausgesetzt ist.

Gemäß der Erfindung wird ein Gassack aus einem flexiblen Material (zum Beispiel einem flexiblen Nylon­ stoff) gebildet. Die Strömungsmitteleinlaßöffnung wird definiert durch einen Basis- oder Grundteil des flexiblen Materi­ als, der eine Mittelachse umgibt. Eine Vielzahl von ab­ lenkbaren Klappen oder Streifen werden aus dem flexiblen Material gebildet und erstrecken sich nach innen von dem Grundteil, und zwar in Richtung der Mittelachse. Die Klappen sind bezüglich der Mittelachse radial nach außen ablenkbar, wenn Strömungsmittel gegen die Klappen und in den Gassack geleitet wird. Eine Vielzahl von Befesti­ gungslöchern sind in dem flexiblen Material gebildet und sie sind radial nach außen zu den ablenkbaren Klappen an­ geordnet.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Erfindung wird der Gassack gebildet durch flexible vordere und hintere Bahnen oder Stücke (Paneelenelemente), die mit­ einander entlang einer Umfangsnaht verbunden sind. Die ablenkbaren Klappen werden gebildet durch Schneiden von Schlitzen in die hintere Bahn, bevor die Bahnen miteinan­ der verbunden werden. Die Schlitze kreuzen an einem Punkt, der entlang der Mittelachse der Strömungsmitte­ leinlaßöffnung liegt. Die Befestigungslöcher sind so an­ geordnet, daß jedes Befestigungsloch nach außen und mit ungefähr gleichem Abstand von den Kanten einer entspre­ chenden der ablenkbaren Klappen angeordnet ist. Die Befe­ stigungslöcher werden in die hintere Bahn gleichzeitig mit den Schlitzen geschnitten.

Gemäß anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Er­ findung sind die ablenkbaren Klappen an bestimmten Stel­ len um die Mittelachse der Strömungsmitteleinlaßöffnung angeordnet, und der Rest der Strömungsmitteleinlaßöffnung besitzt eine innere Kante mit einer vorbestimmten Ausge­ staltung. Die Befestigungslöcher sind nach außen von den ablenkbaren Klappen angeordnet. Die ablenkbaren Klappen, der Rest der Strömungsmitteleinlaßöffnung und die Befe­ stigungslöcher werden gleichzeitig gebildet (vorzugsweise geschnitten), und zwar in dem flexiblen Stoff, welcher die hintere Bahn des Gassacks bildet.

Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist weiterhin ein Segment eines flexiblen Verstärkungsmaterials und ein Segment eines flexiblen wärmewiderstehenden Materials an gegenüberliegenden Seiten der hinteren Bahn befestigt, und zwar mittels konzentrischer Nähte, die die Mittel­ achse umgeben. Die Segmente der Verstärkungs- und wärme­ widerstehenden Materialien besitzen Befestigungslöcher, die zwischen zwei der konzentrischen Nähte angeordnet sind und mit den Befestigungslöchern in dem flexiblen Gassackmaterial ausgerichtet sind. Darüber hinaus be­ sitzen die Segmente der Verstärkungs- und wärmewiderste­ henden Materialien Strömungsmitteleinlaßöffnungen, die zur selben Zeit und im selben geometrischen Muster wie die Strömungsmitteleinlaßöffnung in der hinteren Bahn ge­ bildet werden. Die Ausgestaltung der Strömungsmittel­ einlaßöffnung dient zum Erzeugen eines bestimmten Wider­ stands gegen das Wegreißen des Gassacks von dem Insas­ senrückhaltesystem. Zusätzlich erhöhen die Segmente des verstärkungs- und wärmewiderstehenden Materials sowie die konzentrischen Nähte, die die Befestigungslöcher umgeben, den körperlichen Widerstand des Gassacks gegen Wegreißen von dem Insassenrückhaltesystem. Weiterhin lenkt das Seg­ ment des wärmewiderstehenden Materials Gas um, welches aus der Aufblasvorrichtung geleitet wird, und schirmt die hintere Bahn, die Befestungslöcher und die konzentrischen Nähte gegen Wärmebeschädigung durch die Gase ab, die wäh­ rend des Einsatzes des Gassacks durch die Aufblasvor­ richtung erzeugt werden. Somit wirken die Ausgestaltung der Strömungsmitteleinlaßöffnung, die Stellung der Befe­ stigungslöcher und die Segmente der Verstärkungs- und wär­ mewiderstehenden Materialien zusammen, um dem Wegreißen des Gassacks von dem Insassenrückhaltesystem während des Einsatzes des Gassacks entgegenzuwirken. Diese und an­ dere Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden ver­ deutlicht durch die folgende detaillierte Beschreibung der Zeichnung.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Gassack­ anordnung, hergestellt gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung, und zwar in einem Zustand vor dem Aufblasen des Gassacks;

Fig. 2 eine teilweise, schematische Schnittansicht der Gassackanordnung während des Aufblasens des Gassacks;

Fig. 3 eine schematische perspektivische Ansicht eines Paars von Stücken oder Bahnen zum Bilden eines Gassacks gemäß der Erfindung, und zwar während eines Zwischenschritts in der Bildung des Gas­ sacks, und mit einem weggebrochenen Teil;

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Gassack gemäß der Er­ findung mit einem weggebrochenen Teil, die den Gassack in einem fertiggestellten Zustand zeigt;

Fig. 5 eine schematische Schnittansicht des Gassacks ge­ mäß Fig. 4;

Fig. 6 und 7 vergrößerte Ansichten der Bereiche des Gassacks gemäß Fig. 5, die durch 6 bzw. 7 be­ zeichnet sind;

Fig. 8 eine schematische Darstellung der geometrischen Beziehung einer ablenkbaren Klappe und eines dazu gehörigen Befestigungslochs in einem Gassack ge­ mäß der Erfindung;

Fig. 9 eine teilweise schematische Darstellung einer an­ deren Form einer Strömungsmitteleinlaßöffnung für einen Gassack gemäß einer veränderten Form der Erfindung; und

Fig. 10 eine teilweise schematische Darstellung noch einer weiteren Form einer Strömungsmitteleinlaßöffnung für einen Luftsack gemäß noch einer weiteren Ver­ sion der Erfindung.

Detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungs­ beispiels.

In den Fig. 1 und 2 weist eine fahrerseitige Gassack­ anordnung 10 folgendes auf: einen Behälter oder Container 12, einen Gassack 14, hergestellt gemäß der vorliegenden Erfindung, der in dem Behälter angeordnet ist, und eine Aufblasvorrichtung 16, die sich teilweise in den Behälter erstreckt. Der Behälter 12 weist eine Abdeckung 18 auf, die an einer Reaktionsplatte 20 durch Nieten 24 befestigt ist. Die Abdeckung 18 und die Reaktionsplatte 20 wirken zusammen, um einen Hohlraum 26 zu definieren. Der Gas­ sack 14 ist in dem Hohlraum in einem zusammengefallenen gefalteten Zustand aufbewahrt. Die Abdeckung 18 ist ge­ bildet aus einem widerstandsfähigen, flexiblen Plastik­ material, wie zum Beispiel Urethan oder einem thermo­ plastischen Polyolefin (TPO) -Elastomer. Die Innenseite der Abdeckung 18 besitzt eine oder mehrere V-förmige Nu­ ten 28, die eine Schwäche in der Abdeckung erzeugen, um zu ermöglichen, daß die Abdeckung 18 sich in Segmente 18A, 18B aufteilt, wenn der Gassack zum Einsatz gebracht wird (siehe Fig. 2). Der Gassack 14 wird an der Reaktionsplatte 20 durch Befestiger, wie zum Beispiel Nieten 30, befestigt, was später noch beschrieben wird.

Die Aufblasvorrichtung 16 bildet eine im allgemeinen zy­ lindrische Form mit einem ringförmigen Gasausstoßteil 16A, der eine Reihe von Gasausstoßdüsen (nicht gezeigt) umfaßt, wie dies im Stand der Technik bekannt ist. Die Aufblasvorrichtung 16 kann irgend eine aus einer Anzahl von bekannten Bauweisen besitzen, die auch die Bauweise gemäß dem US-Patent 49 02 036 umfaßt, die eine bevorzugte Bauweise darstellt. Die Aufblasvorrichtung 16 ist an der Reaktionsplatte 20 durch Nieten (nicht gezeigt) befe­ stigt, die einen umfangsmäßigen Flansch 15 der Aufblas­ vorrichtung 16 an der Reaktionsplatte befestigen. Die Gassackanordnung 10 kann außerhalb des Fahrzeugs ange­ ordnet werden und dann als eine Einheit in ein becher­ förmiges Basis- oder Grundglied 17 eingegeben werden, das an einer Fahrzeuglenkstange befestigt und mit dieser drehbar ist.

Die Luftsackanordnung kann an dem becherförmigen Glied 17 durch eine geeignete Befestigungsstruktur (nicht gezeigt) befestigt werden, wie dies schon beim Stand der Technik der Fall ist.

Bei dem Auftreten eines Fahrzeugzusammenstoßes (Kollision) wird die Aufblasvorrichtung 16 betätigt und stößt schnell ein inertes, nicht giftiges Gas (beispielsweise Stick­ stoff) aus. Das Gas wird unter Druck (und etwas Wärme) durch die Düsen in den ringförmigen Gasausstoßteil 16A geleitet. Da der Gasausstoßteil 16A der Aufblasvorrich­ tung in der Gaseinlaßöffnung 21 angeordnet ist, wird das Gas, welches von den Düsen in dem Gasausstoßteil 16A ge­ richtet ist, in der Gaseinlaßöffnung 21 aufgenommen und in einen inneren Hohlraum 14A des Gassacks geleitet. Das Gas beginnt den Gassack 14 aufzublasen, der seinerseits Druck an die Abdeckung 18 (Fig. 1) anlegt. Dieser Druck drängt den Gassack 14 durch die Abdeckung 18 und bläst den Gassack 14 in eine vorbestimmte Form (Fig. 2) auf. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Gassack 14 vor­ zugsweise in eine Form aufgeblasen, die annähernd die Form eines Ellipsoids besitzt. Wenn der Gassack 14 in seine vorbestimmte Form aufgeblasen ist, wirkt er als ein Kissen, das Energie absorbiert und Vorwärtsbewegung eines Fahrzeuginsassens verzögert, der durch die Kraft eines Zusammenstoßes nach vorne geworfen wird.

Der Gassack 14 weist ein vorderes Stück oder Bahn (Materialstück) 32 und eine hintere Bahn 34 auf, die mit­ einander an ihren entsprechenden Umfängen (siehe Fig. 2, 3, 5) befestigt sind. Jede der vorderen und hinteren Bah­ nen ist vorzugsweise kreisförmig und ist gebildet aus ei­ nem gewebten synthetischen Material, wie zum Beispiel Nylon. Kerben 36 an den Umfängen jeder der vorderen und hinteren Bahnen 32, 34 helfen beim Ausrichten der Bahnen, so daß die Webmuster 37, 37A der vorderen bzw. hinteren Bahnen in einer senkrechten Beziehung zueinander (siehe Fig. 4) stehen. Bestimmte Oberflächen der vorderen und hinteren Bahnen 32, 34 können auch mit einem wärmewider­ stehenden Material, wie zum Beispiel Neopren, einem syn­ thetischen Gummi, überzogen sein, um besser Wärme wider­ stehen zu können, die durch die Aufblasvorrichtung wäh­ rend des Aufblasens erzeugt wird.

Angeordnet in der Nähe der Mitte der hinteren Bahn 34 sind Stoffsegmente 50, 52 und 54, die über dem Teil des Gassacks 14 um die Gaseinlaßöffnung 21 herumliegen (siehe Fig. 4, 5, 6). Auch können in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein zusätzliches Stoff- oder Materi­ alsegment 56 wahlweise vorgesehen werden, wie dies unten besser beschrieben wird. In dem bevorzugten Ausführungs­ beispiel sind die Stoffsegmente 50, 52, 54 und 56 kreis­ förmig und jedes der Stoffsegmente umgibt eine Mittel­ achse 44 der Gaseinlaßöffnung 21. Die Stoffsegmente sind an der hinteren Bahn 34 durch konzentrische Nähte 38 be­ festigt. Eine Vielzahl von Befestigungslöchern 40 und kreuzenden Schlitzen 42 werden danach durch die Stoffseg­ mente und die hintere Bahn 34 gedrückt oder geschnitten. Die Befestigungslöcher 40 sind in einer kreisförmigen Reihe zwischen den konzentrischen Nähten 38 angeordnet. Die kreuzenden Schlitze 42 erstrecken sich diametral nach innen bezüglich eines ringförmigen Basis- oder Grundstoffteils 23, welches teilweise aus der hinteren Bahn 34 gebildet ist und radial innerhalb der konzentrischen Nähte (Säume) 38 angeordnet ist. Das ringförmige Basisteil 23 definiert die Strömungsmitteleinlaßöffnung 21 und die Schlitze 42 erstrecken sich radial nach innen von dem ringförmigen Basisteil 23. Die Befestigungslöcher 40 ermöglichen, daß der Gassack 14 an der Reaktionsplatte 20 befestigt wird.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind fünf kreuzende Schlitze 42 durch die Mitte der hinteren Bahn 34 gestanzt oder geschnitten, sowie durch die Stoffsegmente 50, 52, 54 und 56, die an der hinteren Bahn 34 befestigt sind. Die fünf Schlitze schneiden sich alle an der Mittelachse 44. Die Schlitze bilden im allgemeinen dreieckige aus- oder ablenkbare Klappen 46, die sich radial nach innen von dem Basisteil 23 erstrecken. Die Zahl der Klappen kann mit unterschiedlichen Ausführungsbeispielen der Er­ findung variieren, abhängig von der Zahl der sich schnei­ denden Schlitze, die durch die hintere Bahn des Gassacks gestanzt oder geschnitten sind. Darüber hinaus können be­ stimmte Klappen beseitigt werden, sollten Befestigungs- oder andere Überlegungen ihre Beseitigung erfordern. Zum Beispiel wird überlegt, daß die radial inneren Teile be­ stimmter Klappen entlang der Linien weggeschnitten werden können, die schematisch durch gestrichelten Linien 47 in Fig. 4 gezeigt sind.

Jede der Klappen 46 besitzt einen entfernt gelegenen Teil 48 in der Nähe der Mittelachse 44. Die Klappen 46 liegen über dem ringförmigen Gasausstoßteil 16A der Aufblasvor­ richtung 16, wenn die Aufblasvorrichtung nicht aktiviert ist (siehe Fig. 1). Wenn die Aufblasvorrichtung 16 akti­ viert wird, wird Gas durch die Düsen in dem Gasausstoß­ teil 16A der Aufblasvorrichtung geleitet. Da der Gasaus­ stoßteil 16A in der Strömungsmitteleinlaßöffnung 21 angeordnet ist, wird das Gas, welches aus den Düsen in dem Gasausstoßteil 16A geleitet wird, in der Strömungsmitteleinlaßöffnung 21 aufgenommen und in den Hohlraum 14A geleitet, wobei die Klappen 46 axial in den inneren Hohlraum 14A des Gassacks geblasen werden, und zwar radial nach außen bezüglich der Mittelachse 44. Darüber hinaus dienen die Klappen 46, gebildet aus dem Stoffsegment 50, welches sich in der Nähe der Aufblasvorrichtung 16 befindet, zum Umlenken der Gase von der Aufblasvorrichtung, wie dies durch die Pfeile 49 in Fig. 2 schematisch dargestellt ist.

Die Befestigungslöcher 40 sind mit Abstand kreisförmig um den Umfang der Strömungsmitteleinlaßöffnung 21 angeord­ net, und zwar mit vorbestimmten Abständen voneinander. Jedes der Befestigungslöcher 40 ist angeordnet radial nach außen von dem Basisteil 23 und mit gleichem Abstand von den sich radial erstreckenden kreuzenden Kanten einer benachbarten Klappe 46. Die Kanten der dreieckigen Klappe 46 werden durch die Schlitze 42 gebildet, die auch die Klappe erzeugen. Somit sind die Befestigungslöcher entlang der Radien 51 angeordnet, die sich von der Mittelachse 44 aus erstrecken und jede der Klappen 46 zweiteilen (siehe Fig. 4). Der Abstand d₁ (siehe Fig. 8) von einer Kante der Klappe zu der Kante des Befestigungsloches ist der kürzeste Abstand, über den der Stoff reißen muß, um von der Reaktionsplatte wegzureißen. Wenn eine Kraft F somit an den Stoff, der ein Befestigungsloch 40 umgibt (Fig. 8), angelegt wird, muß der Stoff mindestens über den Abstand d₁ reißen, bevor er von der Reaktionsplatte wegreißt. Demgemäß wird angenommen, daß für eine gegebene Größe eines Gassacks das Plazieren der Befestigungslöcher 40 in der offenbarten Weise den Ab­ stand, über den der Gassack reißen muß, maximiert, um von der Reaktionsplatte an dem Befestigungsloch 40 weg­ zureißen.

Beim Herstellen eines Gassacks gemäß den Prinzipien dieser Erfindung werden die Stoffsegmente 50, 52, 54 (und 56, wenn dieses Segment verwendet wird) an die hintere Bahn 34 genäht. Die Stoffsegmente 50, 52 und 54 werden je gebildet aus einem neoprenüberzogenen Nylon von einer Art, die ähnlich dem Material ist, welches zur Bildung der hinteren Bahn 34 verwendet wird. Wie bei der hinteren Bahn 34 sind die Segmente 50, 52 und 54 je auf einer Seite mit Neopren überzogen, was später genau beschrieben wird. Das Stoffsegment 56 kann, wenn es verwendet wird, aus einem dünneren Nylon gebildet sein, welches auf bei­ den Seiten mit Neopren überzogen ist. Während das Stoffsegment 50 sowohl Verstärkung und Wärmewider­ stand vorsieht, sieht somit das Stoffsegment 56 hauptsächlich Wärme­ widerstand vor. Alternativ hierzu kann das Stoffsegment 56 aus einem anderen wärmewiderstehenden Material (zum Beispiel einem Material wie Nomex oder Kevlar-Stoff) ge­ bildet werden, sowohl Nomex als auch Kevlar-Stoffe sind registrierte Warenzeichen der E. I. Dupont de Nemours & Company für Aramidstoffe. Sowohl Nomex als auch Kevlar sind relativ starke flammenbeständige Materialien, die für ihre Wärmewiderstandsfähigkeit bekannt sind.

Beim Herstellen eines Gassacks gemäß den Prinzipien der Erfindung werden Stoffsegmente 50, 52, 54 (und 56, wenn verwendet) an die hintere Bahn 34 durch konzentrische Nähte 38 genäht. Das Stoffsegment 50 ist auf einer Seite der hinteren Bahn 34 angeordnet. Die Segmente 52, 54 und 56 sind auf der anderen Seite der hinteren Bahn 34 ange­ ordnet. Die Schlitze 42 und die Befestigungslöcher 40 werden gleichzeitig in die hintere Bahn 34 und die Stoffsegmente 50, 52, 54 und 56 geschnitten, wodurch gleichzeitig die Befestigungslöcher 40 und die Einlaß­ öffnung 21 in der hinteren Bahn 34 und in den Stoffseg­ menten 50, 52, 54 und 56 gebildet werden. Als nächstes werden die äußeren Umfänge der vorderen und hinteren Bahn 32 und 34 übereinandergelegt und miteinander entlang äußerer Nähte 60, 62 (siehe Fig. 3, 7) vernäht. Insbe­ sondere die Naht 60 wird durch die zwei Bahnen 32, 34 genäht. Die vordere Bahn 32 wird dann nach hinten über die Naht 60 gezogen und die drei überlappenden Teile der Bahnen 32 und 34 werden entlang der Naht 62 miteinander vernäht. Die hintere Wand oder Bahn 34 und die Bahnen 50, 52 und 54 sind so ausgerichtet, daß: (i) der Neoprenüberzug auf der hinteren Bahn 34 auf der Seite der Bahn liegt, die zur Innenseite des Gassacks zeigt (d. h. die rechte Seite der Bahn 34 in Fig. 6), (ii) der Neoprenüberzug auf der Außenfläche der Bahn 50 ist (d. h. der linken Seite der Bahn 50 in Fig. 6) und (iii) der Neoprenüberzug auf der Innenseite der Bahnen 52, 54 ist (d. h. auf der rechten Seite der Bahnen 52, 54 in Fig. 6).

Als nächstes wird der Gassack 14 an der Reaktionsplatte 20 befestigt. Insbesondere besitzt die Reaktionsplatte 20 eine kreisförmige Anordnung von Öffnungen (nicht gezeigt), die auf einem Kreis angeordnet sind, so daß sie mit den Befestigungslöchern 40 in der hinteren Bahn 34 ausgerichtet werden können. Ein ringförmiger Metallhaltering 64 angeordnet innerhalb des Gassacks 14 bildet auch eine kreisförmige Anordnung oder Reihe von Öffnungen. Die Öffnungen in dem Haltering 64 sind ausgerichtet mit den Öffnungen in der Reaktionsplatte und den Befestigungslöchern 40 in dem Luftsack. Die Befestiger 30 werden durch die Befesti­ gungslöchern 40 und die ausgerichteten Öffnungen in der Reaktionsplatte 20 und dem Haltering 64 zum Zusammen­ befestigen dieser Glieder getrieben.

Bei der vorhergehenden Struktur liegen, wenn die Auf­ blasvorrichtung 16 an der Reaktionsplatte 20 befestigt ist, die Klappen der hinteren Bahn 32 und der Stoffseg­ mente 50, 52, 54 (und 56, wenn verwendet) über der Auf­ blasvorrichtung (siehe Fig. 1). Die Außenoberfläche des Stoffsegments 50, auf die der wärmewiderstehende Neo­ prenüberzug angelegt ist, ist direkt der Aufblasvor­ richtung 16 ausgesetzt (und in den meisten Fällen in Kontakt mit diesem). Während des Aufblasens des Gassacks werden die ablenkbaren Klappen 46 und die Klappen, die in den Stoffsegmenten 50, 52, 54 (und 56) gebildet sind, radial nach außen bezüglich der Mittelachse 44 der Gas­ einlaßöffnung 21 gezwungen. Der wärmewiderstehende Neo­ prenüberzug auf dem Stoffsegment 50 schützt die Stoff­ segmente 52, 54, die Klappen 46 der hinteren Bahn und die konzentrischen Nähte 38 vor Wärmebeschädigung während des Betriebs der Aufblasvorrichtung (siehe Fig. 2). Darüber hinaus, wenn das besondere wärmewiderstehende Stoffsegment 56 vorgesehen ist, sieht das Segment 56 zusätzlichen Wär­ meschutz für die hintere Bahn und die konzentrischen Nähte 38 während des Betriebs der Aufblasvorrichtung 16 vor.

Somit sieht bei der vorhergehenden Struktur die Geometrie der Strömungsmitteleinlaßöffnung, der Befestigungslöcher 40 und der ablenkbaren Klappen 46 einen beträchtlichen Grad körperlichen Widerstands gegen Wegreißen des Gassacks von der Reaktionsplatte während des Einsatzes des Gassacks vor. Darüber hinaus sehen die Stoffsegmente 50, 52, 54 und 56 zusätzlichen Widerstand gegen Wegreißen des Luftsacks von der Reaktionsplatte vor. Die Nähte 38, die sich radial innerhalb der Befestigungslöcher 40 be­ finden, sehen noch weiteren Widerstand gegen Wegreißen des Gassacks von der Reaktionsplatte während des Einsatzes des Luftsacks vor. Der wärmewiderstehende äußere Überzug des Stoffsegments 50 (und des speziellen wärmewiderstehenden Stoffs 56, wenn dieser verwendet wird), lenkt das Gas, welches von der Aufblasvorrichtung geleitet wird, um und schützt ansonsten das Luftsackmaterial, die Stoffschichten 52, 54, die konzentrischen Nähte 38 und die Befestigungslöcher 40 vor Wärme und Druck während der Verwendung des Gassacks.

Demgemäß wirken die vorhergehenden Bauteile und der Entwurf des Gassacks zusammen, um Wegreißen des Gassacks von der Reaktionsplatte während der Verwendung des Gassacks zu verhindern.

Fig. 9 zeigt schematisch eine andere Form der Strömungs­ mitteleinlaßöffnung für einen Gassack gemäß den Prinzi­ pien der Erfindung. Der Gassack gemäß Fig. 9 ist vorge­ sehen mit einer hinteren Bahn 34, konzentrischen Nähten 38, Befestigungslöchern 40 und Stoffsegmenten 50, 52, 54 (und 56), welche übereinander in der in Fig. 6 gezeigten Art und Weise liegen (man bemerke, daß Fig. 9 von der Außenseite des Gassacks her gesehen wurde). Jedoch erzeugt das Muster, welches durch die Stoffsegmente und die hin­ tere Bahn 34 geschnitten wurde, eine unterschiedliche Strömungsmitteleinlaßöffnung. Insbesondere die Stoffseg­ mente und die hintere Bahn sind so geschnitten, daß nur zwei ablenkbare Klappen 70, 72 in den gesamten Segmenten und der hinteren Bahn gebildet werden. Die Klappen 70, 72 sind an bestimmten Orten um den Umfang der Strömungsmitteleinlaßöffnung angeordnet. Der Rest der Strömungsmitteleinlaßöffnung besitzt eine innere Kante 74 mit einer Wellenform. Die Innenkante 74 ist so geschnit­ ten, daß die Wellenspitzen 74A der Wellenform entlang den Radien der entsprechenden Befestigungslöcher 40 angeord­ net sind. Die Klappen 70, 72 lenken Gase an ihren be­ stimmten Stellen um und schützen die hintere Bahn und die Nähte 38 von der Wärme und dem Druck der Aufblasgase. Die Wellenform der übrigen Strömungsmitteleinlaßöffnung sieht eine vorbestimmte Menge von Reißwiderstand für den Rest der Strömungsmitteleinlaßöffnung vor. Bei einem Strö­ mungsmitteleinlaß gemäß der Fig. 9 ist eine Ausrichtung des Lochs 76 notwendig, so daß während des Zusammenbaus des Gassacks mit einer Reaktionseinrichtung die Klappen 70, 72 richtig bezüglich der Stellen angeordnet sind, die geschützt werden müssen.

Der Gassack gemäß Fig. 10 ist vorgesehen mit einer hin­ teren Bahn 34, konzentrischen Nähten 38, Befestigungs­ löchern 40 und Stoffsegmenten 50, 52, 54 und 56, die übereinander in der in Fig. 6 gezeigten Art und Weise liegen (es sei bemerkt, daß auch Fig. 10 von der Außen­ seite des Gassacks her gesehen wurde). Jedoch erzeugt das Muster, das durch die Stoffsegmente und die hintere Bahn 34 geschnitten ist, eine unterschiedliche Strö­ mungsmitteleinlaßöffnung. Insbesondere die Segmente und die hintere Bahn sind so geschnitten, daß: (i) ein Paar von ablenkbaren Klappen 80, 82 an bestimmten Stellen in allen Segmenten und der hinteren Bahn gebildet werden, und (ii) der Rest der Strömungsmitteleinlaßöffnung ist entlang eines Bogens geschnitten, der einen Durchmesser besitzt, der geringer ist als der äußere Durchmesser der Aufblasvorrichtung, die mit dem Gassack zusammenwirkt. Wie bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel sind die Klappen 80, 82 an bestimmten Stellen an dem Umfang der Strömungsmitteleinlaßöffnung angeordnet. Die gekrümmte innere Kante 84 ist entlang eines Durchmessers geschnit­ ten, der sich radial nach innen von den Befestigungslö­ chern befindet, und zwar weit genug von ihnen entfernt, um eine doppelte Schicht von Nähten 38A, 38B zu ermögli­ chen, radial nach innen von den Befestigungslöchern 40, angeordnet zu sein, wodurch der Reißwiderstand der Strö­ mungsmitteleinlaßöffnung erhöht wird. Die Klappen 80, 82 lenken Gase an ihren bestimmten Stellen um und schützen die hintere Bahn und die Nähte 38 vor der Wärme und dem Druck infolge der Aufblasgase. Weiterhin, da die Klappen 80, 82 an bestimmten Stellen angeordnet sein müssen, wird auch ein Ausrichtloch 86 verwendet.

Claims (17)

1.Aufblasbarer Gassack (Airbag) (14) zur Verwendung in einem Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem (10), wobei der Gassack (14) aus flexiblem Material gebildet ist und mit einem Basisteil (23) seines flexiblen Materials eine Mittelachse (44) umgibt, auf der sich eine Gaseinlaßöffnung (21) befindet,
und der Gassack (14) eine Verstärkungsstruktur (50, 52, 54, 56), die das Basisteil (23) und eine Befestigungsstruktur (20, 30, 38, 40, 64) verstärkt, sowie eine Wärmeschutzstruktur (50, 52, 54, 56) aufweist, die das Basisteil (23), die Befestigungsstruktur (20, 30, 38, 40, 64) und die Verstärkungsstruktur (50, 52, 54, 56) vor einer thermischen Schädigung durch die Aufblasgase schützt, und der Gassack (14) in seinem Inneren Gasleitelemente aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Gassack (14) eine Vielzahl von ablenkbaren Klappen (50, 52, 54, 56; 70, 72; 80, 82) aufweist, die aus dem flexiblen Material des Basisteils (23) gebildet sind, und die sich radial nach innen in Richtung der Mittelachse (44) erstrecken und derart um die Gaseinlaßöffnung (21) angeordnet sind, daß sie durch die Aufblasgase bezüglich der Mittelachse (44) nach außen ablenkbar sind.

2. Gassack gemäß Anspruch 1, wobei jede der ablenkbaren Klappen (46, 50, 52, 54, 56; 70, 72; 80, 82) ein Paar von Kanten aufweist, die sich radial nach innen erstrecken, und zwar von mit Abstand angeordneten Stellen des Basisteils (23) des flexiblen Materials aus.

3. Gassack nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Befestigungsstruktur (20, 30, 38, 40, 64) eine Vielzahl von Befestigungslö­ chern (40) aufweist, die in dem flexiblen Material ge­ bildet sind, wobei jedes Befestigungsloch (40) radial nach außen angeordnet ist von einer entsprechenden der ablenkbaren Klappen (46, 50, 52, 54, 56) und ungefähr mit gleichem Abstand von den Kanten der entsprechenden einen der ablenkbaren Klappen.

4. Gassack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gassack vordere und hintere Bahnen (32, 34) auf­ weist, die je aus flexiblem Material gebildet sind, wobei die vorderen und hinteren Bahnen (32, 34) umfangsmäßige Kanten besitzen, die zusammen verbunden sind, um einen aufblasbaren Gassack zu bilden, wobei die Gaseinlaßöffnung (21) und die Befestigungslöcher (40) in der hinteren Bahn (34) gebildet sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vielzahl von ablenkbaren Klappen durch einen oder mehrere Schlitze (42) in der hinteren Bahn (34) gebildet sind.

6. Gassack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vielzahl von Klappen gebildet ist durch eine Vielzahl von Schlitzen (42), die sich diametral be­ züglich des Basisteils (23) erstrecken und einander ungefähr bei der Mittelachse (44) schneiden.

7. Gassack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vielzahl von Schlitzen (42) an bestimmten Stellen um die Gaseinlaßöffnung (21) gebildet ist und der Rest der Gaseinlaßöffnung (21) eine innere Kante (74, 74A) mit einer vorbestimmten Ausgestaltung besitzt.

8. Gassack nach Anspruch 7, wobei der Rest der Gas­ einlaßöffnung (21) eine innere Kante (84) mit einer gekrümmten Ausgestaltung besitzt.

9. Gassack nach Anspruch 7, wobei der Rest der Gas­ einlaßöffnung (21) eine innere Kante (74, 74A) mit einer Wellen­ formausgestaltung besitzt.

10. Gassack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verstärkungsstruktur (50, 52, 54, 56) Segmente eines fle­ xiblen Verstärkungsmaterials aufweist, das befestigt ist an gegenüberliegenden Seiten der hinteren Bahn (34), und zwar mittels konzentrischer Nähte (38), die die Mit­ telachse (44) umgeben, wobei die Segmente (50, 52, 54, 56) des Verstär­ kungsmaterials folgendes besitzen: (i) Klappen, die über den ablenkbaren Klappen liegen und (ii) einen Basisteil der über dem Basisteil (23) des flexiblen Ma­ terials liegt und sich radial nach außen davon er­ streckt, wobei der Basisteil des Verstärkungsgliedes Befestigungslöcher (40) besitzt, die zwischen den kon­ zentrischen Nähten (38) angeordnet sind und mit den Be­ festigungslöchern (40) in der hinteren Bahn (34) ausgerichtet sind.

11. Gassack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wärmeschutzstruktur einen Überzug aus wärmebeständigem Material auf mindestens einem der Segmente (50, 52, 54, 56) aus flexiblen Verstärkungsmaterial aufweist.

12. Gassack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Paar von Nähten (38A, 38B) radial nach innen von den Befestigungslöchern (40) vorgesehen ist, und zwar zum Erhöhen der Reißfestigkeit der Strö­ mungsmitteleinlaßöffnung (21).

13. Verfahren zur Herstellung eines aufblasbaren Glassacks (airbag (14) zur Verwendung in einem Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem (10),
wobei der Gassack (14) aus flexiblem Material gebildet ist und mit einem Basisteil (23) seines flexiblen Materials eine Mittelachse (44) umgibt, auf der sich eine Gaseinlaßöffnung (21) befindet, wobei der Gassack (14) eine Verstärkungsstruktur (50, 52, 54, 56), die aus Stoffsegmenten besteht und das Basisteil (23) und eine Befestigungsstruktur (20, 30, 38, 40, 64) verstärkt, sowie eine Wärmeschutzstruktur (50, 52, 54, 56) aufweist, die aus Stoffsegmenten besteht und das Basisteil (23), die Befestigungsstruktur (20, 30, 38, 40, 64) und die Verstärkungsstruktur (50, 52, 54, 56) vor einer thermischen Schädigung durch die Aufblasgase schützt,
und der Gassack (14) in seinem Inneren Gasleitelemente aufweist,
und wobei der Gassack (14) eine Vielzahl von ablenkbaren Klappen (50, 52, 54, 56; 70, 72; 80, 82) aufweist die aus dem flexiblen Material des Basisteils (23) gebildet sind, und die sich radial nach innen in Richtung der Mittelachse (44) erstrecken und derart um die Gaseinlaßöffnung (21) angeordnet sind, daß sie durch die Aufblasgase bezüglich der Mittelachse (44) nach außen ablenkbar sind, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Aufeinanderlegen von Basisteil (23), Verstärkungs- und Wärmeschutzstruktur (50, 52, 54, 56), und
Bilden der ablenkbaren Klappen (50, 52, 54, 56; 70, 72; 80, 82) zusammen mit der Gaseinlaßöffnung (21) in den aufeinandergelegten Elementen.

14. Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bildens der Gaseinlaßöffnung den Schritt des Bildens einer Vielzahl von sich kreuzenden Schlitzen in den aufeinandergelegten Elementen aufweist, wobei die Schlitze sich auf der Mittelachse kreuzen und die Seitenkanten der ablenkbaren Klappen definieren.

15. Verfahren gemäß Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, die Befestigungsstruktur (20, 30, 38, 40, 64) eine Vielzahl von Befestigungslöchern (40) aufweist, die bezüglich der Klappen radial nach außen angeordnet sind und im wesentlichen mit gleichem Abstand von den Seitenkanten der ablenkbaren Klappen angeordnet sind, dadurch gezeichnet, daß die Vielzahl von Schlitzen (42) und die Vielzahl von Befestigungslöchern (40) gleichzeitig gebildet werden.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Basisteil (23) und die Stoffsegmente der Verstärkungs- und der Wärmeschutzstruktur (50, 52, 54, 56) nach dem Aufeinanderlegen und vor dem Bilden der Klappen und der Gaseinlaßöffnung mittels konzentrischer Nähte (38) aneinander befestigt werden, und daß die Befestigungslöcher (40) zwischen den konzentrischen Nähten gebildet werden.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Befestigens der Stoffsegmente der Verstärkungs- und der Wärmewiderstandsstruktur durch Nähen einer Vielzahl von Nähten (38A, 38B) erfolgt, die bezüglich der zu bildenden Befestigungslöcher (40) radial nach innen angeordnet sind.