DE60213775T2

DE60213775T2 - Airbag mit geringer durchlässigkeit und verfahren

Info

Publication number: DE60213775T2
Application number: DE60213775T
Authority: DE
Inventors: Ramesh Peachtree City KESHAVARAJ
Original assignee: Milliken and Co
Current assignee: Milliken and Co
Priority date: 2001-04-17
Filing date: 2002-04-05
Publication date: 2007-08-16
Anticipated expiration: 2022-04-06
Also published as: US20020149180A1; CN1262443C; ATE335638T1; US20030030262A1; MXPA03008377A; DE60213775D1; EP1379406A4; JP4084198B2; BR0208919A; JP2004524213A; US6502853B2; ES2268005T3; US6585293B2; EP1379406A1; CN1503741A; WO2002083463A1; EP1379406B1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Airbags mit geringer Gasdurchlässigkeit. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Airbags, die für längere Zeiträume aufgeblasen bleiben müssen, um die Insassen eines Fahrzeugs im Fall eines anhaltenden Kollisonsereignisses, wie z. B. eines Überschlags, zu schützen. Ein Beispiel eines solchen Airbags ist ein Side-Curtain-Airbag. Eine Form eines Seitenairbags ist in der US 6,129,377 beschrieben.
Herkömmliche Airbags werden mittels miteinander Vernähen von Stofffeldern hergestellt, um einen im Wesentlichen geschlossenen, 3-dimensionalen Beutel zu bilden, wobei die einzige wesentliche Öffnung im Beutel (außer den Ventilen) dafür konzipiert ist, die Aufblasevorrichtung aufzunehmen. Typischerweise werden Airbags aus gewebten Stoffen hergestellt und Beutel der erwünschten Form wurden durch Vernähen von Feldern verschiedener Formen und Abmessungen hergestellt. Für einige Fahrer- und Beifahreranwendungen können genähte Säume ausreichend sein, da die erforderliche Zeit, um das Gas in diesen Beutel zu halten, weniger als eine Sekunde beträgt.
Dieses Herstellungsverfahren ist für Side-Curtain-Airbags und ähnliches ungeeignet, da die in dem Stoff durch den Vernähvorgang erzeugten Löcher es dem Gas erlauben, auszutreten, was die Gaszurückhaltezeit auf nicht akzeptierbare Niveaus verringert. Um des Weiteren Stoffe mit einer geringen Luftdurchlässigkeit zu erhalten, war es im Allgemeinen notwendig, eine schwere Beschichtung oder Laminierung auf dem Stoff aufzubringen, was einen kostenintensiven Schritt im Herstellungsprozess bedeutet.
Eine Lösung, die vorgeschlagen wurde, um dieses Luftaustrittsproblem anzugehen, ist es, die Stofffelder aneinander durch Schweißmittel anzubringen, wie z. B. in der Druckschrift US 6,042,141 beschrieben. Während dieses Verfahren ein Austreten an den Säumen verhindern oder verringern kann, muss der Stoff dennoch stark beschichtet oder laminiert werden, und es hat sich als schwierig herausgestellt, Stoff direkt auf Stoff zu verschweißen.
Somit wäre es erwünscht, einen Airbag mit geringer Luftdurchlässigkeit zu entwickeln, der keinen wesentlichen Gasaustritt an seinen Säumen erlauben würde und der ein minimales Ausmaß an Laminierung oder Besichtung auf der Oberfläche des Airbagsstoffs oder Substrats erfordern würde.
Ein verschweißter Airbag mit benachbarten genähten Verstärkungssäumen ist in der WO 01/23219 A1 beschrieben.
Aufgabe der Erfindung
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Airbagkissen mit geringer Luftdurchlässigkeit bereitzustellen, das ein Austreten entlang seinen Säumen verhindert oder verringert.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Airbagkissen mit geringer Gasdurchlässigkeit bereit, das den Einsatz von kostspieligen Laminaten und Beschichtungen verringert, die auf eine Fläche des Airbagstoffs aufgebracht werden müssen.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Airbagkissen mit geringer Gasdurchlässigkeit bereit, das einen in einem äußeren Beutel eingeschlossenen inneren Beutel aufweist, und somit ein doppellagiges Airbagkissen bildet.
Bevorzugt ist die vorliegende Erfindung mit einem Low-Cost-Stoff oder einem Vliesstoff an der Außenseite versehen, besitzt jedoch ein inneres Kissen mit geringer Durchlässigkeit. Die Stoffkomponente wirkt hauptsächlich als Festigkeitselement statt als Mittel zur Verleihung einer geringen Gasdurchlässigkeit.
Die vorliegende Erfindung könnte bevorzugt für Fahrer-, Beifahrer- oder Seitenairbaganwendungen eingesetzt werden.
Des Weiteren stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Airbags mit geringer Gasdurchlässigkeit bereit, wobei das Verfahren den Airbag daran hindert, auf solch eine Weise durchstochen zu werden, die einen Gasaustritt entlang seiner Säume erlauben würde.
Bevorzugt wird ein kostengünstiges Airbagkissen und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Airbagkissens erhalten, das den Einsatz von teueren Beschichtungen und Laminaten minimiert oder eliminiert, und das andere mit Probleme angeht, die mit der Herstellung und der Montage von Airbagkissen verbunden sind, die eine niedrige Gasdurchlässigkeit aufweisen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die folgende Beschreibung, die beigefügten Ansprüche und die beigefügten Zeichnungen besser verständlich werden, wobei:
1 einen Fahrerairbag zeigt, der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellt ist;
1A einen Side-Curtain-Airbag zeigt, der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellt ist;
2 einen herausgeschnittenen Abschnitt eines Airbags im Querschnitt zeigt, der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, wobei die zwei inneren Filmschichten gezeigt sind, die zwischen den beiden äußeren Stoffschichten eingelegt sind und wobei die Lufttasche innerhalb der Filmschichten gebildet wird, wodurch ein Airbag mit einer inneren Filmschicht und einer äußeren Stoffschicht erzeugt wird;
3 einen Querschnitt eines heiß verschweißten Saums zeigt, an dem die vier in 2 gezeigten Schichten miteinander verschweißt sind, und ein Saum durch die vier Schichten entlang und durch den polymerischen Wulst genäht ist, der durch den Wärmeschweißvorgang gebildet wurde.
Detaillierte Beschreibung
1 zeigt einen Fahrerairbag 2 mit geringer Gasdurchlässigkeit. Der Airbag ist aus zwei separaten Materialschichten gebildet, einer inneren Schicht und einer äußeren, die innere Schicht umgebenen Schicht. Die innere Schicht ist bevorzugt aus einem Filmmaterial, besonders bevorzugt Urethan gebildet und wird hauptsächlich verwendet, um dem Airbag eine Schicht mit niedriger Luftdurchlässigkeit zu verleihen. Die äußere Schicht ist bevorzugt aus einem Stoff gebildet und dient hauptsächlich dazu, die Festigkeitseigenschaften des Airbags zu erhöhen. 1A zeigt einen Side-Curtain-Airbag 4, der auf ähnliche Weise aus einer inneren Filmschicht und einer äußeren Stoffschicht gebildet werden kann.
Bei einem Verfahren zu Herstellung des vorliegenden Airbags wird der Airbag durch Stapeln von zwei separaten Schichten aus Filmmaterial 6 zwischen zwei separaten Schichten aus Stoffmaterial 8 hergestellt, wie in 2 gezeigt ist. Die beiden Filmschichten können aus zwei separaten Bahnen (wie gezeigt) gebildet werden oder können aus einer einzelnen umgefalteten Bahn gebildet werden. Auf ähnliche Weise können die beiden Stoffschichten aus zwei separaten Bahnen (wie gezeigt) gebildet werden oder könne aus einer einzelnen umgefalteten Bahn gebildet werden, wobei die beiden Filmschichten dazwischen gelegt werden. Die Schichten werden dann dem Wärmeschweißen unterzogen, um eine polymerische Schweißwulst zu bilden, die die Form und die Innenkammern des Airbags bildet. Der hier verwendete Begriff „Wärmeverschweißen" bedeutet jedes Verfahren zum Versiegeln der Airbagkissenschichten miteinander, welches eine polymerische Schweißwulst oder geschmolzene polymerische Dichtung bildet, inklusive – jedoch nicht beschränkt auf – solche Verfahren wie Radiofrequenzverbinden, Ultraschallverbinden, Induktionsschweißen, Haftverbinden usw. In einer bevorzugten Ausführungsform erzeugt das Wärmeverschweißen entweder ein Paar von Polymerwulsten, die geringfügig beabstandet sind, oder einen durchgehenden dicken Wulst 10, der die Nähte des Airbagkissen bildet.
Der polymerische Wulst 10, der durch die Wärmeverschweißung erzeugt wurde, versiegelt aller vier Lagen miteinander, was zu der Bildung eines Filmbeutels innerhalb eines Stoffbeutels führt. Ein genähter Saum 12 wird innerhalb der Umgrenzungen des wärmeverschweißten Saums durch den Polymerwulst 10 vernäht, wie in 3 gezeigt ist, um mehr Festigkeit bereitzustellen. Der genähte Saum 12 kann entweder vor der Wärmeverschweißung des Airbags oder nach der Wärmeverschweißung des Airbags angebracht werden. Da das Vernähen wie gezeigt in dem polymerischen Wulst 10 auftritt, ermöglichen es die in den Airbag als Ergebnis des Vernähens eingestochenen Löcher nicht, dass Gas aus dem Airbag austritt, wenn der Airbag aufgeblasen wird.
Diese Anordnung erlaubt es dem Filmbeutel, das Gas beim Aufblasen des Beutels zu halten und verhindert ein Austreten durch die genähten Saumlöcher, da keines der durch den Vernähschritt erzeugten Löcher an einem aufgeblasenen Teil des Airbags erzeugt wird. Die Löcher werden lediglich zwischen oder innerhalb der Polymerwulste der Wärmeverschweißung erzeugt. Die äußere Stoffschicht sorgt für Festigkeit und wird lediglich entlang der abgedichteten Nähte an dem inneren Beutel angebracht. Die nicht wärmeverschweißten Abschnitte der Beutel werden in der ersten Ausführungsform nicht aneinander befestigt.
Tests wurden mit einem verschweißten Polyurethanfilmbeutel in einem 420d unbeschichteten Stoffbeutel durchgeführt. Die Entwicklungsprobe wurde auf einen Spitzendruck von 96,46 kPa (14 Psi) aufgeblasen und die Entweichungsrate wurde gemessen. Nach 40 Minuten war der Airbagdruck um ungefähr 4,13 kPa (0,6 Psi) gefallen.
Der äußere Beutel kann mit dem inneren Beutel nur durch eine vernähte Naht verbunden werden und nicht am inneren Beutel mit Hilfe von Wärmeverschweißen befestigt werden. Der äußere Beutel kann entweder auf den inneren Beutel aufgebracht werden, indem die einzelnen Felder separat (oder gleichzeitig) mit den Nähten des inneren Beutels vernäht werden, oder der äußere Beutel kann zuerst mit einer kleinen Öffnung verbunden werden und der innere Beutel kann dann in dem vormontierten äußeren Beutel positioniert werden, um daran angebracht zu werden.
Die genähte Naht an der Schweißgrenzfläche hilft dabei, Belastungen weg vom polymerischen Wulst auf den Stoff zu übertragen, wodurch die luftdichte Naht gegen Gasaustritt gefestigt wird. Der polymerische Wulst behält seine Ausdehnungseigenschaften auch nach Abkühlen der Verschweißung bei, was dabei hilft den luftdichten Aufbau beizubehalten.
Es sollte verstanden werden, dass andere Filmmaterialien verwendet werden können, inklusive jedoch ohne Beschränkung auf, Polyester, Silikon, Polyamide, Polyolefin usw. und jede Kombinationen davon. Auf ähnliche Weise können andere Stoffe für den äußeren Beutel verwendet werden, inklusive, aber nicht beschränkt auf, gewebte Stoffe, Vliesstoffe, Durchschussstoffe usw. und jede Kombinationen davon.
Obwohl die vorliegende Erfindung in beträchtlichem Detail mit Bezug auf gewisse bevorzugte Ausführungsformen davon beschrieben wurde, sind andere Ausführungsformen möglich. Daher sollte der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche nicht auf die Beschreibung der hier enthalten bevorzugten Ausführungsformen beschränkt werden.

Claims

Airbagkissen (2) mit: einem im Wesentlichen eingeschlossenen inneren Beutel aus einem ersten Material (6) und umfassend mindestens eine Naht, wo gegenüberliegende Abschnitte des ersten Materials (6) aneinander angebracht sind, in dem ein polymerischer Wulst (10) dazwischen gebildet wird, um einen im Wesentlichen eingeschlossenen Beutel zu bilden; und einem äußeren Beutel aus einem zweiten Material (8), wobei der äußere Beutel an dem inneren Beutel angebracht ist und ihn einschließt; dadurch gekennzeichnet, dass: der äußere Beutel mit dem inneren Beutel innerhalb der Grenzen des polymerischen Wulstes (10) an dem inneren Beutel vernäht ist (12).
Airbagkissen (2) nach Anspruch 1, wobei der äußere Beutel an dem inneren Beutel entlang der Naht angebracht ist.
Airbagkissen (2) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der innere Beutel aus einem Material hergestellt ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Urethan, Polyamid, Polyester, Silicon, Polyolefin und jeglichen Kombinationen davon besteht.
Airbagkissen (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der äußere Beutel aus einem Material hergestellt ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus gewebtem Stoff, nicht gewebtem Material, durchgeschossenem Stoff und jeglichen Kombinationen davon besteht.
Airbagkissen (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der äußere Beutel und der innere Beutel miteinander wärmeverschweißt sind, wodurch eine Naht erzeugt wird, die den äußeren Beutel an den inneren Beutel bindet und auch gegenüberliegende Seiten des inneren Beutels in derselben Naht zusammenbindet.
Airbagkissen (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der äußere Beutel und der innere Beutel miteinander klebend verbunden sind, wodurch eine Naht erzeugt wird, die den äußeren Beutel mit dem inneren Beutel verbindet und auch die gegenüberliegenden Seiten des inneren Beutels in derselben Naht zusammenbindet.
Airbagkissen (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der äußere Beutel und der innere Beutel weiter miteinander mittels einer genähten Naht (12) verbunden sind, die entweder entlang oder innerhalb des polymerischen Wulstes (10) vorgesehen ist.
Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Airbagkissens (2), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen einer inneren Materialschicht (6), wobei die innere Schicht in eine Form mit einer Tasche zur Aufnahme und zum Halten von Gas unter Druck ausgebildet ist; Bereitstellen einer äußeren Materialschicht (8); Bilden eines polymerischen Wulstes (10) durch Wärmeverschweißen der inneren Schicht, um Kammern auf einem inneren Abschnitt der inneren Schicht zu bilden, und Anordnen der inneren Schicht (6) innerhalb der äußeren Schicht (8); Umgeben der inneren Schicht (6) mit der äußeren Schicht (8); und Anbringen der äußeren Schicht (8) an der inneren Schicht (6); und gekennzeichnet durch: Vernähen (12) der äußeren Schicht (8) mit der innern Schicht (6), wobei die Wärmeverschweißungen (10) die Kammern bilden.
Verfahren nach Anspruch 8, weiter beinhaltend den Schritt des Zusammennähens (12) eines äußeren Randes der äußeren Schicht (8), sodass die Randnaht (12) nicht die innere Schicht (6) beinhaltet oder sie durchdringt.