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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugluftsackstruktur. Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung einen Fahrzeugluftsack der „Sack-im-Sack"-Luftsackstruktur,
wobei ein innerer Sack in einem äußeren Sack
angeordnet ist. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein
Verfahren zum Herstellen des inneren Luftsacks.
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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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Eine
Luftsackbaugruppe umfasst gewöhnlich
eine Luftsackstruktur, die in einem Behälter eingefasst ist. Der Luftsack
ist typischerweise in einem gefaltetem Zustand in dem Behälter aufbewahrt.
Der Luftsack wird durch ein Gas oder Fluid aufgeblasen, das von
einem Gasgenerator oder Generator ausgestoßen wird, welcher sich in enger
Nähe zu
dem Behälter
befindet.
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Wenn
ein Fahrzeugzusammenstoß beginnt,
wird der Gasgenerator betätigt,
so dass ein inertes, ungiftiges Gas wie Stickstoff in die Luftsackstruktur
eingeleitet wird. Das Gas wird durch einen Luftsackeinlass in die
Luftsackstruktur zugeführt.
Auf das Aufblasen der Luftsackstruktur hin wird der Behälter, der
typischerweise in einem Teil des Armaturenbretts oder der Lenkradsäule angebracht
ist, zerbrochen, und die Luftsackstruktur bläst sich auf, so dass der Fahrzeuginsasse
vor Verletzungen geschützt
ist.
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Eine
bekannte Luftsackstruktur wird als „Sack-im-Sack"-Struktur bezeichnet. Diese Strukturart
umfasst typischerweise einen inneren Sack, der in einem äußeren Sack
ange ordnet ist. Der innere Sack empfängt gewöhnlich Gas von dem Gasgenerator
und leitet das Gas anschließend
in den äußeren Sack,
so dass sich der äußere Sack
zu seiner notwendigen Gestaltung zum Schutz des Insassen aufbläst.
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Es
sind verschiedene „Sack-im-Sack"-Luftsackstrukturen
im Fach offenbart. US-Patent Nr. 3,473,824 beispielsweise offenbart
einen inneren Sack, der zerreißt,
so dass der äußere Sack
zum Schutz der Fahrzeuginsassen bei einem Zusammenstoß gefüllt sein
kann. Da der Sack an einem Punkt während des Aufblasens zerreißt, ist
es schwierig, die Art und Weise zu steuern, in der der äußere Luftsack
ausgedehnt wird.
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Eine
andere „Sack-im-Sack"-Luftsackstruktur
ist in US-Patent
5,249,824 offenbart. Dieses Patent offenbart einen inneren Sack
einer „Sack-im-Sack"-Luftsackstruktur
mit Luftlöchern,
um die Art und Weise zu steuern, in der der innere Sack den äußeren Sack
bei einem Zusammenstoß aufbläst. Die
Luftlöcher
leiten ein Fluid aus dem inneren Sack in Richtungen, die nach außen (seitlich)
von der Mittelachse davon verlaufen. Somit ist der innere Sack schwer
herzustellen und sieht nur eine einzige Steuervorrichtung vor, um
zu versuchen, den Gasstrom in den äußeren Sack zu leiten.
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Die
meisten Dokumente des Stands der Technik offenbaren, dass der innere
Sack der „Sack-im-Sack"-Doppelluftsackstruktur
aus flexiblem Stoff wie Nylon ausgebildet ist. Der innere Luftsack
ist typischerweise aus demselben Nylonmaterial wie dem des äußeren Luftsacks
ausgebildet. Obwohl Nylon typischerweise das Material ist, das für einen
inneren Luftsack in einer doppelten Luftsackstruktur ge nutzt ist,
sind andere Materialien offenbart. US-Patent Nr. 3,900,210 beispielsweise
offenbart einen gewirkten, elastischen inneren Sack. Dieses Material
dämpft
kinetische Energie von dem Fluid oder Gas, das aus einem Generator eingespritzt
wird; diese Dämpfung
führt zu
einer Spitzenschallreduzierung. US-Patent Nr. 3,814,458 offenbart Glasfaser
als Material für
den inneren Sack. Das Glasfasermaterial nimmt Hitze und kinetische
Energie aus dem Generatorfluid auf.
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US-5,249,824,
das dem Oberbegriff von Anspruch 1 entspricht, offenbart eine doppelte
Luftsackstruktur, wobei in einem hinteren Abschnitt des inneren
Sacks Luftlöcher
vorgesehen sind.
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Auch
wenn der Stand der Technik „Sack-im-Sack"-Luftsackstrukturen
offenbart, versäumt
es der Stand der Technik, spezifisch eine Luftsackvorrichtung bereitzustellen,
die leicht herzustellen ist, einen inneren Sack mit mehreren Vorrichtungen
zum Steuern des Gasstroms aus dem inneren Sack zum äußeren Sack
beim Aufblasen beinhaltet und außerdem einen inneren Sack beinhaltet,
der aus einem Elastomer ausgebildet ist, um ein wirksames Dämpfungsvermögen für kinetische
Energie einer doppelten Luftsackstruktur vorzusehen.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine „Sack-im-Sack"-Luftsackstruktur
bereitzustellen, die durch Massenproduktionstechniken effizient
und wirtschaftlich hergestellt sein kann. Es ist eine weitere Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, eine Luftsackstruktur bereit zustellen,
die imstande ist, den Gasstrom zwischen dem inneren Sack und dem äußeren Sack
der Luftsackstruktur zu steuern.
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Diese
Aufgaben werden durch Bereitstellen eines Luftsacks für ein Fahrzeug
gelöst,
der Luftsack umfassend:
einen äußeren Luftsack mit einem inneren
Hohlraum und einem Einlassabschnitt;
einen inneren Luftsack
mit einem Einlassabschnitt, der in dem inneren Hohlraum angeordnet
ist, wobei der innere Luftsack einen ersten Abschnitt, einen zweiten
Abschnitt beinhaltet;
wobei der Einlassabschnitt des äußeren Luftsacks
und der Einlassabschnitt des inneren Luftsacks an einer Fahrzeugstruktur
an einem gemeinsamen Punkt befestigbar sind; und
zumindest
eine Vorrichtung zum Steuern eines Gasstroms zum Aufblasen aus dem
inneren Sack zum äußeren Sack;
eine
luftdichte Naht, die zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten
Abschnitt vorgesehen ist;
wobei die zumindest eine Vorrichtung
zum Steuern des Gasstroms zum Aufblasen zumindest ein Luftloch umfasst,
das am Umfang des ersten und zweiten Abschnitts angeordnet ist.
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Die
Verbindung an dem gemeinsamen Punkt bildet einen gewöhnlichen
Einlass für
sowohl den inneren Sack als auch den äußeren Sack aus.
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Diese
Aufgaben der Erfindung können
durch Bereitstellen des inneren Sacks als monolithisches Element
gelöst
werden; d. h. der innere Sack ist aus einem einheitlichen Material
ausgebildet.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist der innere Sack der Luftsackstruktur aus thermoplastischen Elastomeren
gebildet, vorzugsweise aus Urethan. Der innere Sack kann während eines
Herstellungsvorgangs geformt sein, so dass der innere Sack eine
einheitliche Struktur ist, d. h. monolithisch. Außerdem ist
der geformte, monolithische innere Sack mit mehreren Luftlöchern ausgebildet,
die den Gasstrom beim Aufblasen der Luftsackstruktur von dem inneren
Luftsack zum äußeren Luftsack
steuert. Eine andere Aufgabe der Erfindung stellt einen inneren
Luftsack bereit, der effizient hergestellt sein kann, wobei sie
weiterhin ein wirksames Verfahren zum Steuern des Luftstroms zwischen
dem inneren Sack und dem äußeren Sack
bei einem Fahrzeugzusammenstoß bereitstellt.
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Es
ist eine zusätzliche
Aufgabe der Erfindung, einen inneren Luftsack mit einer ergänzenden
Steuervorrichtung bereitzustellen, zusätzlich zu den oder anstelle
der Luftlöcher
einer bevorzugten Ausführungsform. Diese
Aufgabe wird durch Bereitstellen von zumindest einem geschwächten Abschnitt
in dem Material, das zum Ausbilden des inneren Sacks genutzt ist,
gelöst,
so dass der innere Sack an einem Punkt während des Aufblasens platzt
und somit einen raschen Gasstrom von dem inneren Luftsack zu dem
inneren Hohlraum des äußeren Luftsacks
ermöglicht.
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Es
ist eine zusätzliche
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Bilden eines
Luftsacks bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch Formen eines
inneren Luftsacks aus thermoplastischen Materialien gelöst. Ein
thermoplastisches Elastomer wie thermoplastisches Polyurethan, das
zum Herstellen durch Spritzgießen
geeignet ist, ist bevorzugt.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue Doppelluftsackgestaltung
mit einem wirksamen Dämpfungsvermögen für kinetische
Energie bereitzustellen. Das Dämpfungsvermögen bestimmt die
Sicherheit eines Insassen, der durch die Kraft des Zusammenstoßes in Richtung
auf ein Bauteil des Fahrzeugs geschleudert wird.
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Diese
Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden durch Nutzung einer Kombination
von Materialien für
den äußeren und
den inneren Sack bereitgestellt, die das Dämpfungsvermögen für kinetische Energie der doppelten
Luftsackstruktur verstärkt.
Insbesondere werden diese Aufgaben der Erfindung durch Wählen eines thermoplastischen
Elastomers für
den inneren Sack gelöst.
Diese Art eines inneren Luftsacks mit dem äußeren Luftsack fängt einen
sich bewegenden Insassen in einem Fahrzeug bei einem Fahrzeugzusammenstoß wirksamer
auf als andere Materialien, insbesondere flexibler Nylonstoff, der
typischerweise für
einen inneren Luftsack zur Anwendung kommt.
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Ferner
ermöglicht
die vorliegende Erfindung effizientere Herstellungsverfahren (Formtechniken)
als das Verfahren des Stands der Technik (Nähen), das typischerweise zum
Verbinden der Stoffbahnen der inneren Säcke des Stands der Technik
zur Anwendung kommt, wegen der Thermoplastizität der Materialien, die zum
Ausbilden des inneren Luftsacks der vorliegenden Erfindung genutzt
sind. Dieses Verfahren zum Bilden eines Luftsacks beinhaltet das
Bereitstellen einer ersten thermoplastischen Bahn und einer zweiten
thermoplastischen Bahn und anschließendes Verbinden der ersten
thermoplastischen Bahn mit der zweiten thermoplastischen Bahn über eine
thermoplastische Kante. Insbesondere beinhaltet der Schritt des
Verbindens das Aus bilden einer verbundenen Kante zwischen der ersten
thermoplastischen Bahn und der zweiten thermoplastischen Bahn durch
Spritzgießen.
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Weitere
Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der Beschreibung
von bevorzugten Ausführungsformen
im folgenden ersichtlich.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
beiliegenden Zeichnungen, die in der Beschreibung aufgenommen sind
und ein Bestandteil davon bilden, stellen eine gegenwärtig bevorzugte
Ausführungsform
der Erfindung dar und dienen zusammen mit der allgemeinen Beschreibung
im Vorstehenden und der detaillierten Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
im folgenden dazu, die Grundgedanken der Erfindung zu erläutern.
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1 ist eine Schnittansicht
einer Luftsackbaugruppe, die die Luftsackstruktur eingliedert, welche
gemäß der vorliegenden
Erfindung gebaut ist;
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2 ist eine schematische
Ansicht der Luftsackbaugruppe von 1,
wobei die Luftsackstruktur zu ihrer vorbestimmten Gestaltung aufgeblasen
ist;
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3 zeigt eine Rückansicht
des inneren Sacks einer Luftsackbaugruppe in einem abgelassenen
Zustand;
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4 zeigt eine Ausführungsform
eines inneren Luftsacks gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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5 zeigt eine Rückansicht
eines inneren Luftsacks;
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6 zeigt eine Vorderansicht
des inneren Luftsacks, der in 5 gezeigt
ist;
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7 zeigt eine Querschnittansicht
des inneren Luftsacks entlang der Linie 7-7 in 5; und
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8 zeigt den eingekreisten
Abschnitt des inneren Luftsacks, der in 7 gezeigt ist.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt eine Luftsackbaugruppe 20,
die die Luftsackstruktur 40 der vorliegenden Erfindung
eingliedert. Die Luftsackbaugruppe 20 beinhaltet einen
Behälter 30,
der die Luftsackstruktur 40 einfasst. Der Behälter 30 beinhaltet
eine Abdeckung 32, die starr mit einem Halter 36 verbunden
ist, vorzugsweise einer Platte. Die Abdeckung 32 ist durch
ein Befestigungselement starr mit dem Halter 36 verbunden.
Das Befestigungselement kann jede Art von Befestigungselement umfassen,
die dem Fachmann zum Befestigen von zwei Strukturgliedern aneinander
bekannt ist. Zum Beispiel können
die Abdeckung 32 und der Halter 36 durch eine
Schraube 38A oder ein Niet 38B, die in 1 gezeigt sind, verbunden
sein. Die Abdeckung ist mit einer Nut 34 versehen, die
einen geschwächten
Abschnitt erzeugt, der es ermöglicht,
dass der Behälter 32 während der
Entwicklung der Luftsackstruktur in zwei Abschnitte 32A und 32B bricht.
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Ein
Gasgenerator 42 ist zum Abgeben von Gas in die Luftsackstruktur 40 während eines
Fahrzeugzusammenstoßes
in der Luftsackbaugruppe vorgesehen. Der Gasgenerator 42 ist
vorzugsweise mit einem Gasabgabebereich 42A versehen. Der Gasgenerator 42 kann
verschiedene, bekannte Bauweisen aufweisen, die im Fachgebiet vorhanden
sind, solange der Gasgenerator während
eines Fahrzeugzusammenstoßes
dem Innenraum der Luftsackstruktur 40 ein Gas zuführt.
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Daher
wird, wenn ein Fahrzeugzusammenstoß passiert, der Gasgenerator
betätigt,
so dass ein Gas, typischerweise ein ungiftiges Gas wie Stickstoff,
aus dem Gasabgabebereich 42A abgelassen wird. Wie in 2 gezeigt, füllt das
Gas, das aus dem Gasabgabebereich 42A abgegeben ist, einen
inneren Luftsack 40B der Luftsackstruktur 40.
Der innere Luftsack 40B dehnt sich in einem inneren Hohlraum 80 des äußeren Luftsacks 40A aus,
der in der Luftsackstruktur 40 vorgesehen ist.
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Zum
Anbringen der Luftsackstruktur 40 an der Luftsackbaugruppe
sind die Luftsäcke
jeweils mit einem Einlass versehen, der mit demselben Punkt der
Luftsackbaugruppe 20 verbunden ist. Beispielsweise ist,
wie in 1 gezeigt, der äußere Luftsack 40A mit
einem Einlass 46 versehen, während der innere Luftsack 40B mit
einem Einlass 48 versehen ist. Beide Einlässe 46 und 48 des äußeren Luftsacks 40A und
des inneren Luftsacks 40B sind durch mehrere Befestigungsglieder
an dem Halter 36 befestigt. Wie in 1 gezeigt, sind Niete 44 zum
Ausbilden dieser Verbindung genutzt. Es versteht sich, dass jegliche
geeignete Verbindung genutzt sein kann, solange die Verbindung eine
luftundurchlässige
Dichtung zwischen dem Halter 36 und den Einlässen 46 und 48 der
jeweiligen Luftsäcke 40A und 40B bildet.
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Wie
in 3 gezeigt, ist der
innere Luftsack 40B mit mehreren Anbringungslöchern 56 versehen.
Obwohl nicht gezeigt, ist der äußere Luftsack 40A ebenfalls
mit mehreren Anbringungslöchern
versehen, die den Anbringungslöchern 56 entsprechen,
so dass die Einlässe 46 und 48 des
inneren Luftsacks 40B und des äußeren Luftsacks 40A an
dem gemeinsamen Punkt der Luftsackbaugruppe, d. h. dem Halter, angebracht
sein können.
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Während des
Aufblasens der Luftsackstruktur 40, wie oben besprochen,
nimmt der innere Luftsack 40B anfangs das Gas auf, das
aus dem Gasabgabebereich 42A des Gasgenerators 42 abgegeben
ist. Wenn sich der innere Luftsack 40B aufbläst, wird
Gas von dem inneren Luftsack 40B durch mehrere Luftlöcher 60 weitergeleitet,
die in einem hinteren Abschnitt 64 ausgebildet sind, wie
in 3 gezeigt. Der Ausdruck
Luftloch wie in den Beschreibungen der Erfindung gebraucht, ist
als eine vorgefertigte Öffnung
in dem inneren Luftsack definiert. Die Luftlöcher sehen auf wirksame Weise
eine Vorrichtung vor, die den Gasstrom von dem inneren Luftsack 40B zu
dem äußeren Luftsack 40A steuert.
Es versteht sich, dass der hintere Abschnitt 64 einen entsprechenden
vorderen Abschnitt 66 aufweist, der teilweise durch die
Luftlöcher 60 in 3 gezeigt ist, so dass der
Luftsack ein monolithisches oder einstückiges Glied ausbildet.
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Der
innere Luftsack 40B der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise
aus einem thermoplastischen Elastomer ausgebildet. Obwohl in der
bevorzugten Ausführungsform
ein thermoplastisches Elastomer als das Material für den inneren
Luftsack 40B eingesetzt ist, kann jegliches Material eingesetzt
sein, so dass der innere Sack geformt und als ein monolithisches
Glied ausgebildet sein kann. Beim Ausbilden der bevorzugten Ausführungsform
des inneren Sacks ist Spritzblasformen oder Spritzgießen genutzt.
Durch Nutzung jeglicher dieser Vorgänge wird der innere Sack 40B ohne
Saum oder Anbringungsabschnitt ausgebildet.
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Alternativ
dazu wird unter Anwendung eines direkten Blasformvorgangs der innere
Luftsack mit zumindest einem luftundurchlässigen Segment 70 geformt,
der eine luftundurchlässige
Naht zwischen dem hinteren Abschnitt 64 und dem vorderen
Abschnitt 66 ausbildet, wie in der Ausführungsform von 4 gezeigt. Bezugszeichen 72 zeigt
einen Überschussabschnitt
von Material, das außerhalb
des Abschnitts während
des Herstellungsvorgangs ausgebildet wurde. Dieses Überschussmaterial
kann ausgesondert werden. Alternativ dazu verbleibt das Überschussmaterial
zum Schutz des Segments 70 an dem Luftsack. Wie in der
Ausführungsform von 4 gezeigt, ist der innere
Luftsack 40B mit mehreren luftundurchlässigen Segmenten 70 (zehn
nach Darstellung) versehen, wobei der Luftsack jedoch mit jeglicher
Anzahl von Segmenten versehen sein kann. Beispielsweise könnte der
innere Luftsack so ausgebildet sein, dass ein einzelnes, kreisförmiges Segment ausgebildet
ist. Dementsprechend kann die besondere Gestaltung des Abschnitts,
der die Grenze des inneren Luftsacks zwischen dem ersten Abschnitt 64 und
dem zweiten Abschnitt 66 ausbildet, so ausgewählt sein, dass
der innere Luftsack seine erforderliche Funktion erfüllen kann,
und außerdem
so, dass der Herstellungsvorgang auf eine effiziente Weise ausgeführt sein
kann.
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Wie
oben besprochen, ist der innere Luftsack 40B mit einem
Einlassabschnitt 48 versehen. Um das Anbringen des inneren
Luftsacks 40B an dem äußeren Luftsack 40A zu
ermöglichen,
ist der innere Luftsack 40B mit mehreren ringförmigen,
verstärkten
Abschnitten versehen. Diese ringförmigen, verstärkten Abschnitte werden
während
des Formvorgangs durch Versehen der Abschnitte mit unterschiedlicher
Materialstärke
ausgebildet. Der innere Luftsack ist mit diesen Abschnitten versehen,
damit der Luftsack das Gas, das vom Gasgenerator abgegeben ist,
wirksam zum äußeren Luftsack
leiten kann.
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Insbesondere
ist der innere, ringförmige
Abschnitt mit der größten Stärke versehen,
da er als Teil der Stütze
zum Anbringen des Einlasses 48 an dem Halter 36 als
ein Reaktionsglied genutzt ist. Von dem inneren, ringförmigen Abschnitt 50 zum
zwischenliegenden, ringförmigen
Abschnitt 52 nimmt die Stärke dieser verschiedenen Bereiche
ab. Wie in 3 gezeigt,
ist der zwischenliegende, ringförmige
Abschnitt 52 mit den mehreren Löchern 56 versehen.
Dementsprechend ist bei der Herstellung die Stärke dieser ringförmigen Abschnitte
so gewählt,
dass sie ihre jeweiligen Funktionen erfüllen können. Der zwischenliegende,
innere Abschnitt 52 muss auf eine derartige Stärke geformt
sein, dass die Anbringungslöcher 56 während des
Aufblasens des inneren Luftsacks 40B intakt bleiben. Beispielsweise
ist der zwischenliegende, innere Abschnitt 52 mit einer
Stärke
versehen, die dreimal die Stärke
des restlichen hinteren Abschnitts des inneren Luftsacks 40B beträgt. Außerdem ist
ein äußerer, ringförmiger Abschnitt 54 mit
einer Stärke
im Einlassbereich 48 zum Aushalten der Kraft und Hitze
versehen, die auf den inneren Luftsack 40B durch das Gas
ausgeübt
sind, das vom Gasabgabebereich 42A abgegeben ist. Der äußere, ringförmige Abschnitt 54 ist
vorzugsweise nicht so stark wie die Stärke des zwischenliegenden,
ringförmigen
Abschnitts 52.
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Alternativ
dazu ist der innere, ringförmige
Abschnitt 50, der zwischenliegende, innere Abschnitt 52 und der äußere, ringförmige Abschnitt 54 mit
derselben Stärke
versehen, die größer als
die Stärke
des restlichen Bereichs des hinteren Abschnitts 64 ist.
Dementsprechend ist der innere Luftsack mit einem verstärkten Abschnitt 90 versehen,
wie in der Ausführungsform
von 4 gezeigt.
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Außerdem können die
verschiedenen Stärken
der ringförmigen
Abschnitte 50, 52, 54 durch Aufbringen
einer oder mehrerer Lagen desselben oder eines anderen Materials
nach dem Formvorgang ausgebildet sein.
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Wie
oben besprochen, zeigt 4 eine
Ausführungsform
des monolithischen inneren Luftsacks 40B der vorliegenden
Erfindung. Ähnlich
wie der Luftsack, der in 3 gezeigt
ist, ist der innere Luftsack von 4 während eines
Formvorgangs aus einem thermoplastischen Elastomer ausgebildet.
In der Ausführungsform des
Luftsacks, die in 4 gezeigt
ist, befinden sich die Luftlöcher 60' jedoch am Umfang
der zwei Abschnitte, die zum Ausbilden des Luftsacks genutzt sind.
Es versteht sich, dass die Luftlöcher 60,
die in 3 gezeigt sind,
auch auf diese Art und Weise angeordnet sein könnten. Dementsprechend leiten
die Luftlöcher
das Gas beim Aufblasen des inneren Luftsacks 40B in eine
radiale Richtung vom inneren Luftsack 40B nach außen in den
inneren Hohlraum 50 des äußeren Luftsacks 40A.
Bei einer weiteren Modifikation dieser Ausführungsform können Luftlöcher sowohl
im hinteren Abschnitt 64 als auch am Umfang der zwei Abschnitte
des inneren Luftsacks 40B vorgesehen sein, so dass der
innere Luftsack Luftlöcher
aufweist, die mehreren Richtungen zugewandt sind.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist der monolithische innere Luftsack 40B von 4 mit einer ergänzenden
Steuervorrichtung zum Steuern des Gasstroms zwischen dem inneren
Luftsack 40B und dem äußeren Luftsack 40A während eines
Fahrzeugzusammenstoßes
versehen. Diese ergänzende
Steuervorrichtung ist vorzugsweise ein absichtlich oder vorsätzlich geschwächter Abschnitt,
der in dem Material vorgesehen ist, das zum Ausbilden des inneren
Luftsacks 40B genutzt ist. Dieser absichtlich geschwächte Abschnitt
kann im hinteren Abschnitt 64, dem vorderen Abschnitt 66 oder
beiden Abschnitten vorgesehen sein. Durch Auswählen der Position des absichtlich
geschwächten
Abschnitts können
die Auslösungsgeschwindigkeit
und -richtung des äußeren Luftsacks 40A wirksam
gesteuert sein.
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3 zeigt die verschiedenen
Beispiele von Ausführungsformen
des geschwächten
Abschnitts, die einzeln oder miteinander kombiniert genutzt sein
können.
Der geschwächte
Abschnitt kann beispielsweise mehrere Schlitze oder Ritzen 62A umfassen,
die in das thermoplastische Elastomer gekerbt sind, aus dem der innere
Luftsack ausgebildet ist. Die Schlitze 62A können durch
das Material gekerbt sein, nur in die Oberfläche des Materials eingekerbt
sein oder beides. Außerdem
können
die Schlitze 62A als geschwächte Abschnitte vorgesehen
sein, die sich von den Luftlöchern 60 aus
erstrecken, versetzt zu den Luftlöchern 60 ausgebildet sein
oder beides.
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Zusätzlich kann
der geschwächte
Abschnitt einen Riss oder Schnitt umfassen. Der Schnitt kann kreuzförmig sein,
wie durch den Kreuzschnitt 62B' in 3 dargestellt.
Außerdem
kann sich der Riss oder Schnitt von den Luftlöchern 60 aus erstrecken.
Alternativ dazu kann der geschwächte
Abschnitt während
des Formvorgangs durch Vorsehen eines verdünnten Materialbereichs 62C an
der hinteren Bahn 64 ausgebildet sein. Es versteht sich,
dass der verdünnte
Abschnitt an mehreren Positionen am hinteren Abschnitt, am vorderen Abschnitt
oder an beiden Abschnitten vorgesehen sein kann. Es ist bevorzugt,
dass der verdünnte
Abschnitt als Kreis oder Rechteck geformt ist; es ist jedoch jegliche
geometrische Form anwendbar, solange sie den erforderlichen geschwächten Abschnitt
bereitstellt. Eine weitere Ausführungsform
des geschwächten
Abschnitts umfasst ein kleines Stiftloch 62D, das in einem
der Abschnitte vorgesehen ist, die den inneren Luftsack 42B umfassen.
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Durch
Vorsehen eines absichtlich geschwächten Abschnitts in den Luftsackabschnitten
platzt oder vielmehr zerreißt
der Luftsack während
der Auslösung
der Luftsackstruktur. Da die beispielhaften geschwächten Abschnitte,
die oben besprochen wurden, entweder individuell in dem inneren
Luftsack oder in Kombination miteinander vorgesehen sein können, sehen
die geschwächten
Abschnitte eine ergänzende
Steuervorrichtung für
den inneren Luftsack vor. Die Auswahl der besonderen Art des geschwächten Abschnitts
gründet
sich auf die Gestaltung, in der die Luftsackstruktur eingesetzt
sein soll, und auf die bestimmten Materialien, die zum Ausbilden
des äußeren Luftsacks
zur Anwendung kommen. Durch Versehen des inneren Luftsacks 40B mit sowohl
zumindest einem Luftloch 60 als auch zumindest einem geschwächten Abschnitt 62A–D ist
der innere Luftsack 40B dementsprechend mit mehreren Vorrichtungen
versehen, die den Gasstrom vom inneren Luftsack 40B zum äußeren Luftsack 40A steuern.
Außerdem
kann der innere Luftsack 40B nur mit mehreren geschwächten Abschnitten
versehen sein, um die Gasstromsteuervorrichtungen auszubilden.
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Der äußere Luftsack 40A ist
in dieser bevorzugten Ausführungsform
aus einem gewöhnlichen
Stoff wie Nylon ausgebildet. Der äußere Luftsack 40A umfasst
eine vordere Bahn und eine hintere Bahn, die zum Ausbilden einer
luftundurchlässigen
Dichtung zusammengenäht
sind. Ein System, das einen äußeren Luftsack aus
zwei separaten Bahngliedern, die zusammengenäht sind, und einen inneren
Luftsack aus einem monolithischen Glied umfaßt, wie oben besprochen, erbringt
eine vorteilhafte Luftsackstruktur 40, die ein wirksames Verfahren
zum Steuern des Aufblasens der Luftsackstruktur bereitstellt. Jegliche
Art äußerer Luftsack
kann mit dem geformten inneren Luftsack 40B der vorliegenden
Erfindung genutzt sein. Ein Beispiel eines äußeren Luftsacks, der durch
eine vordere Bahn, die an eine hintere Bahn genäht ist, ausgebildet ist, ist
in US-Patent Nr. 5,249,824 gezeigt.
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5 bis 8 zeigen einen inneren Luftsack, der
nicht unter den Anwendungsbereich von Anspruch 1 fällt. Wie
in 5 und 6 gezeigt, umfasst der innere Sack 140B dieser
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung einen hinteren Abschnitt oder eine hintere
Bahn 164 und einen vorderen Abschnitt oder eine vordere Bahn 166.
Die Bahnen weisen Luftlöcher 160 und/oder
Erhöhungen 220 (wie
etwa erhöhte
oder verdickte Abschnitte um die Luftlöcher 160, Einlass 148 und
in der Mitte der vorderen Bahn 166) auf, wobei die Erhöhungen als
Verstärkung
für die
Bahnen dienen. Obwohl jede Bahn aus einer Materialplatte geformt
sein kann, wobei Verstärkungen
hinzugefügt
werden, sollte jede Bahn vorzugsweise durch Spritzgießen ausgebildet
sein, um Materialverlust zu reduzieren und den Herstellungsvorgang
zu vereinfachen.
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Der
innere Sack 140B ist aus einem thermoplastischen Elastomer
gebildet, vorzugsweise aus Urethan, obwohl Polyester, Polyamid oder
Polyolefin geeignet sind. Der innere Luftsack kann durch verschiedene Vorgänge ausgebildet
sein, wie etwa: Spritzgießen,
Blasformen oder Heißsiegeln
von Platten. Obwohl jeder dieser Herstellungsvorgänge seine
eigenen Schwierigkeiten aufweist, sehen sie alle eine verbesserte
Herstellungstechnik im Vergleich zum Zusammennähen von Stoffbahnen vor. Beispielsweise
ist es nach dem Spritzgießen
des inneren Luftsacks schwierig, das Kernformstück aus dem inneren Hohlraum
des ausgebildeten Luftsacks zu entfernen, während es beim Blasformvorgang
nicht einfach ist, eine gleichmäßige Wandstärke der
Luftsackbahnen zu erzielen. Das Heißsiegeln der Bahnen, die zum
Ausbilden des inneren Luftsacks verwendet sind, beschädigt und
schwächt
die Bahnen, wenn dieses Herstellungsverfahren nicht sorgfältig ausgeführt wird.
Das offenbarte, bevorzugte Verfahren zum Ausbilden des inneren Luftsacks
der vorliegenden Erfindung beseitigt diese Probleme.
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Wie
in 7 und 8 gezeigt, sind die hintere Bahn 164 und
die vordere Bahn 166 durch eine Kante 200 verbunden.
Beim bevorzugten Herstellungsvorgang wird die erste und die zweite
Bahn jeweils separat durch Spritzgießen ausgebildet. Dann wird
die Verbindungskante 200 ebenfalls durch Spritzgießen ausgebildet,
so dass ein verbundener Abschnitt zwischen der ersten Bahn und der
zweiten Bahn ausgebildet ist. Das Material für die Verbindungskante sollte
vorzugsweise dasselbe wie das der vorderen und hinteren Bahn sein,
so dass das eingespritzte Material (Harz) die Kanten der jeweiligen
Bahnen imprägniert,
so dass die Grenzfläche
zwischen eingespritztem Material und dem Material der jeweiligen
Bahnen verschwindet und einheitlich erscheint. Es versteht sich,
dass jeweils ein anderes Material für die hintere Bahn, die vordere
Bahn und die Verbindungskante verwendet sein kann, solange sich
die jeweiligen Materialen während
des Spritzgussvorgangs miteinander verbinden.
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Wie
oben in Verbindung mit 1 bis 4 besprochen, versteht es
sich, dass der innere Luftsack von 5 bis 8 ebenfalls in einer Doppelluftsackbaugruppe
für ein
Insassenrückhaltesystem
eingerichtet ist. Zusammengebaut weist die Doppelluftsackbaugruppe
einen äußeren Luftsack
mit einem inneren Hohlraum, einer Einlassöffnung und Luftlöchern auf,
während
der innere Sack 140B, der ebenfalls eine Einlassöffnung 148 und
Luftlöcher 160 an
einer hinteren Bahn 164 aufweist, in dem inneren Hohlraum
des äußeren Sacks
angeordnet ist. Statt Luftlöcher 160 in
der hinteren Bahn oder dem hinteren Abschnitt 164 aufzuweisen,
ist der innere Luftsack mit Luftlöchern auf seiner Seite versehen.
Das bedeutet, dass gemäß der Erfindung
ein Abschnitt des Luftlochs sowohl in der hinteren als auch in der
vorderen Bahn des inneren Luftsacks angeordnet ist.
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Sowohl
der äußere als
auch der innere Luftsack sind zusammen an einem Bauteil um einen
Generator durch ihre Einlassöffnungen
befestigt. Wenn der Generator gezündet wird, wird ein Gasstrom
in den inneren Sack geleitet und dann durch die Luftlöcher des
inneren Sacks zum äußeren Sack
geleitet, um den äußeren Luftsack
vollständig
aufzublasen.
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Wie
oben besprochen, offenbart der Stand der Technik andere Materialien
neben thermoplastischen Elastomeren als das Material des inneren
Luftsacks. Vor der vorliegenden Er findung war die Bedeutung der Beziehung
zwischen dem Material des inneren Sacks und dem Dämpfungsvermögen für kinetische
Energie nicht bekannt und es wurde ihr wenig Beachtung zugemessen.
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Tabelle
1 zeigt die Auswirkungen des Materials des inneren Sacks, wobei
Urethan als ein Vertreter von thermoplastischem Elastomermaterial
für den
inneren Luftsack der vorliegenden Erfindung benutzt ist. Bei diesem
Experiment wurden 40 kg einer Aufprallmasse gegen einen vollständig aufgeblasenen
Luftsack geschossen, der an einem Lenkrad befestigt war. Der Luftsack
empfing die Aufprallmasse, und daher wurde die kinetische Energie
der Aufprallmasse durch den Luftsack gedämpft. Folgende Ergebnisse wurden
erzielt:
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Diese
Tests wurden mit drei Luftsackarten durchgeführt, wobei jeder denselben äußeren Luftsack
aus Nylon aufwies. Wie aus Tabelle 1 ersichtlich, dämpfte der
Doppelluftsack mit dem inneren Sack aus Urethan der vorliegenden
Erfindung viel mehr Energie als der Doppelluftsack mit dem inneren
Sack aus Nylonstoff. Tabelle 1 zeigt außerdem, dass die kinetische
Energie, die durch den Doppelluftsack mit dem inneren Sack aus Urethan
mit der eines Luftsacks mit Halteseilen und ohne inneren Luftsack
vergleichbar ist, während
der innere Luftsack aus Nylon einen begrenzten Beitrag zu dieser
Leistung aufweist.
