Gewebtes textiles Flächengebilde
Die vorliegende Erfindung betrifft ein gewebtes textiles Flächengebilde zur Verwendung als Airbaggewebe sowie einen Airbag für Personenrückhaltesysteme für Fahrzeuge zu Wasser, zu Lande, in der Luft und im Raum, hergestellt unter Verwendung eines derartigen Flächengebildes. ■
Die Anforderungen an Airbagsysteme in Kraftfahrzeugen, insbesondere an Airbags als solche steigen ständig. Aufgrund des immer kleiner ausgelegten zur Verfügung stehenden Bauraums in Fahrzeugen werden Airbags gefordert, die im zusammengefalteten Zustand minimale Raumanforderungen stellen. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an die technischen Eigenschaften von Airbaggeweben. Hierzu gehören die Schiebefestigkeit, die sog. Kammausziehkraft und die Erhöhung der sog. Weiterreisskraft bei Airbaggeweben.
Zur Beschichtung vorgesehene Airbaggrundgewebe mit reduzierter Fadendichte sollen ebenfalls eine erhöhte Schiebefestigkeit und geringe Konstruktionsdehnung aufweisen.
Gemäß der deutschen Patentschrift DE 197 31 797 C2 (TRW) wird ein Luftsack für Insassenschutzvorrichtungen in Fahrzeugen vorgeschlagen, der die Besonderheit aufweist, dass er ganz oder teilweise aus einem unter Einwirkung heißer Gase oberflächlich karbonisierbarem Gewebe oder Gewirke besteht.
Daneben besteht Bedarf an schiebefesten Filtergeweben zum Einsatz in Seitenteilen in Beifahrerbags (sog. Fenstertechnik).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lösungen für die im Vorhergehenden geschilderten Anforderungen zu bieten.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein gewebtes textiles Flächengebilde zur Verwendung als Airbaggewebe, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass es Dreherbindungen aufweist. Ein derartiges Gewebe ist beispielsweise mit einer in der DE 103 07 489 B3 (Dornier) beschriebenen Webmaschine herstellbar. Ein solches gewebtes textiles Flächengebilde ist aufgrund seiner Dreherbindungen mit wesentlich erhöhter Schiebefestigkeit (Kammausziehkraft) herstellbar, insbesondere bei dünneren Geweben, beispielsweise mit dtex 235. Damit werden deren Einsatzmöglichkeiten für Airbagsysteme mit geringem Bauraum entscheidend verbessert. Gleichzeitig wird die Weiterreisskraft einerseits durch die damit mögliche geringere Fadendichte und andererseits durch die Dreherbindung selbst wesentlich verbessert.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Flächengebildes ist dieses durch Dreherbindungen und Leinwandbindungen gekennzeichnet, wobei das Verhältnis von Dreherbindungen zu Leinwandbindungen kleiner als 1 ist. Dies hat den besonderen Vorteil, dass die Kombination der Leinwandbindungen als der dichtest möglichen Bindungen und der Dreherbindungen als der festesten Bindungen ideale Voraussetzungen für hohe Schiebefestigkeit sowie Weiterreisskraft bei gleichzeitig realisierbarer Luftdurchlässigkeit ermöglicht.
In einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Flächengebilde so ausgestaltet, dass das Verhältnis von Doppel- oder Mehrfachschussfäden zu Einfachschussfäden kleiner als 1 ist. Damit lässt sich die Schiebefestigkeit bzw. Kammausziehkraft noch weiter verbessern. Die Gewebestabilität nimmt daneben auch zu.
Ein textiles Flächengebilde mit einem Verhältnis von Dreherbindungen zu Leinwandbindungen von 1/7 hat sich als besonders vorteilhaft gezeigt.
In einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ergab sich ein gewebtes textiles Flächengebilde, welches durch ein, aus Steher- und regulären Schussfaden bestehendes, Gewebegitter gekennzeichnet ist, welches ohne Ondulation liegt, das von Dreherfäden, welche einen geringeren Titer als die Steher- und Schussfaden haben, schiebefest übereinander gehalten wird. Dies ist insbesondere von Vorteil bei sog. Beschichtungsgrundgewebe, welches mit reduzierter Fadendichte hergestellt wird, welches aufgrund der erfindungsgemäßen Konstruktion eine erhöhte Schiebefestigkeit bei geringerer Konstruktionsdehnung aufweist. Ein beschichtetes konventionelles Leinwandgewebe mit einem Fadentiter von beispielsweise
dtex 235 gewebt, hat aufgrund der Ondulation eine 5 - 10%ige Konstruktionsdehnung. Ausgelöst durch den Luftsackinnendruck im Crashfall wird die Konstruktionsdehnung zuerst die auf dem Luftsack aufgebrachte Beschichtung perforieren, und die Gasabströmung wird in Folge dessen ungeplant und früher eintreten. Ein erfindungsgemäßes textiles Flächengebilde, man kann es auch ein Hybriddrehergewebe nennen, hat praktisch nur die Materialdehnung des aus Steher- und Schussfäden entstehenden Gewebegitters. Das Gewebegitter liegt ohne Ondulation, von den Dreherfäden schiebefest gehalten, übereinander.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Flächengebildes ist durch zusätzliche karbonisierbare Schussfäden, insbesondere Viskosefäden gekennzeichnet, deren Titer höher ist als der Titer der regulären Schussfäden. Mit einem hier beschriebenen dicht geschlagenen Hybridgewebe mit karbonisierbarer Oberfläche lässt sich ein hitzebeständiges Airbaggewebe z.B. gemäß EP 0 893 311 A3 (Dornier) gut herstellen.
Es bietet sich erfindungsgemäß auch die Möglichkeit, das Verhältnis der Fadenstärke von Steher- zu Dreherkettfäden zu verändern, um die Schussdichte zu erhöhen bzw. zu maximie- ren. Dadurch entsteht eine vom nicht ondulierten Schussgarn bestimmte Gewebeoberfläche mit ihren entsprechenden Vorteilen. Schließlich lässt sich mit einer anderen erfindungsgemäßen Weiterbildung der Erfindung ein Flächengebilde schaffen, welches in Schussrichtung einander abwechselnde hintereinander liegende Bereiche in Leinwand- und Dreherbindungen aufweist. Damit lässt sich vorteilhafterweise ein in der EP 0 477 521 Bl (PHP) beschriebenes schiebefestes Filtergewebe zum Einsatz für Seitenteile in Beifahrerbags (Fenstertechnik) herstellen.
In vorteilhafter Weise haben erfinderische Flächengebilde die Besonderheit, dass die steherund leinwandbindenden Fäden den gleichen Titer, insbesondere dtex 235, und die Dreherfäden einen demgegenüber geringeren Titer, insbesondere dtex 110 haben. Hierdurch ergibt sich ein ausgewogenes und Raum sparendes, sämtliche Anforderungen erfüllendes Flächengewebe. Ein erfindungsgemäßes Flächengebilde mit karbonisierbaren Schussfäden mit einem Titer von dtex 1220 ist besonders von Vorteil dadurch, dass diese Konstruktion eine spezielle zur Karbonisierung geeignete Oberfläche bei gleichzeitiger Symmetrie der tragenden Grundkonstruktion des Gewebes zulässt.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Flächengebildes ist dieses gekennzeichnet durch zusätzliche Schußfäden, welche zusätzliche Hitzeschutzeigenschaften, (z.B. durch Einsatz karbonisierbarer Fäden) aufweisen.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Flächengebildes ist dieses gekennzeichnet durch ein Flächengewicht von weniger als 180g/m2, eine Fadendichte Kette/Schuss kleiner/gleich 220/220/dm, eine Höchstzugkraft größer/gleich 2500N/5cm und eine Kammausziehkraft größer/gleich 200N.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Flächengebildes ist dieses dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebegitter ein symmetrisches Gewebegitter ist. Hiermit kann die Trägerfunktion bei Beschichtung und/oder Laminierung positiv beeinflusst werden.
Schließlich wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch einen Airbag für Personenrückhalte- systeme für Fahrzeuge zu Wasser, zu Lande, in der Luft und im Raum gelöst, welche durch ein Flächengebilde nach einer der zuvor beschriebenen vorteilhaften erfindungsgemäßen Ausgestaltungen eines gewebten textilen Flächengebildes hergestellt ist.
Zum besseren Verständnis der Erfindung, wird diese im Folgenden anhand einiger Ausführungsbeispiele unter Zuhilfenahme von Zeichnungen kurz beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Flächengebildes als einfacher Dreherripstop.
Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht eines weiteren Ausfuhrungsbeispiels des erfindungsgemäßen Flächengebildes als verstärkter Dreherripstop.
Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht eines Hybriddrehergewebes gemäß der Erfindung.
Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht des Gewebes nach Fig. 3 gemäß dem Schnitt
A-B.
Fig. 5 zeigt eine schematische Ansicht eines zur Karbonisierung geeignetes Hybriddrehergewebes mit Stickschuss im Schnitt.
Fig. 1 zeigt ein einfaches Dreherripstopgewebe mit Steherfäden 1, Dreherfaden 2 und Schussfäden 3. Das hier gezeigte beispielhafte Flächengebilde gemäß der Erfindung hat folgende Fadenfolge: Ein Steherfaden 1 von einem (nicht gezeigten) Kettbaum I, ein Dreherfaden von
einem (nicht gezeigten) Kettbaum II, Rietlücke 5, sieben Kettfäden als Leinwandbindung von einem (nicht gezeigten) Kettbaum II (Bereich 4) und so fort. Die Schussfolge ist 1/1 linear. In einer beispielhaften hier gezeigten Ausführungsform haben die Steher- und leinwandbindenden Fäden den gleichen Titer, z. B. dtex 235. Eine hier gezeigte Dreherkette 2, geschärt auf dem Kettbaum II (gleiche Einarbeitung) hat demgegenüber einen geringeren Titer, z. B. dtex 110. Der Schussfaden 3 sowie die Leinwandkette des Bereichs 4 haben dtex 235. Wie aus Fig. 1 klar zu erkennen ist, befindet sich der Steherfaden 1 ausschließlich im Tieffach, während der Dreherfaden 2 wechselseitig im Hochfach gegenbindet. Es ist klar zu erkennen, dass das Verhältnis von Dreherbindungen zu Leinwandbindungen kleiner als 1 und hier exakt 1/7 ist. Aufgrund der hier beschriebenen Ausbildung des erfindungsgemäßen Flächengebildes wird die Schiebefestigkeit (Kammausziehkraft) verbessert. In Kettrichtung werden die Schussfäden an jedem achten Kettenfaden 1 (Steherfaden) durch den Dreherfaden 2 zusätzlich eingebunden. In Schussrichtung (quer zur Zeichenebene) stoppen die Dreherfäden 2 das Verschieben der leinwandbindigen Kettfäden (Bereich 4). Die Weiterreisskraft in Schussrichtung wird durch die eingebundenen Dreherfäden 2 verbessert.
Fig. 2 zeigt schematisch stark vereinfacht ein verstärktes Dreherripstopgewebe. Um ein dünneres Airbaggewebe in den Spezifikationsmerkmalen Kammausziehkraft und Weiterreisskraft weiter zu verbessern, wird der hier gezeigte verstärkte Ripstop vorgeschlagen. Es ist wieder zu beiden Seiten der Darstellung der Steherfaden 1 zu erkennen, der von dem Dreherfaden 2 fixiert wird. Im Gegensatz zum in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das hier gezeigte Flächengebilde einen rapportierenden Doppelschuss 13 auf, der im Leinwandba- sisgewebe 14 rapportmäßig eingewebt ist. Die hier gezeigten Fadenfolge sowie Fadenstärken entsprechen den Bedingungen gemäß dem Flächengebilde nach Fig. 1. Die Schussfolge beträgt sechsmal 1/1-Schuss und einmal 2/1-Schuss (Doppelschuss). Durch diese Konstruktion wird die Weiterreisskraft in Kettrichtung durch die Doppelschüsse weiter verbessert. Die Kammausziehkraft ist der gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 gleich anzunehmen.
Fig. 3 zeigt ein Hybriddrehergewebe ausgebildet als Beschichtungsgrundgewebe mit reduzierter Fadendichte, schiebefest und mit geringerer Konstruktionsdehnung. Es handelt sich um ein symmetrisches Gewebegitter in Halbdreherbindung. In den Fällen, in denen die Hitzekapazität eines wegen des verfügbaren kleinen Bauraums notwendigerweise dünnen unbeschichteten Gewebes nicht ausreicht, muss eine Beschichtung beispielsweise mit Silikon erfolgen. Ein beschichtetes konventionelles Leinwandgewebe, z. B. in dtex 235, hat ohne Ondulation eine 5 - 10%ewig Konstruktionsdehnung. Ausgelöst durch den Luftsack-Innendruck im Crashfall wird die Konstruktionsdehnung zuerst die Beschichtung perforieren, und die Gasabströmung
wird ungeplant und früher einsetzen. Ein in Fig. 3 dargestelltes Hybriddrehergewebe hat praktisch nur die Materialdehnung des aus Steher- und Schussfaden entstehenden Gewebegitters. Man erkennt in Fig. 3 Steherfaden 21, die von Dreherfaden 22 unter Einbindung von Schussfäden 23 fixiert werden.
Fig. 4 zeigt das Flächengebilde nach Fig. 3 gemäß Schnitt A-B. Die Steherfäden 21 und die Schussfäden 23 bilden ein Gewebegitter, welches ohne Ondulation, von den Dreherfäden 22 schiebefest gehalten, übereinander liegt. Hierbei ist die Gewebekonstruktion folgende: Die Steherfaden 21 werden von einem (nicht gezeigten) Kettbaum I, beispielsweise in der Stärke dtex 235 geliefert, während die Dreherfaden 22 von einem (nicht gezeigten) Kettbaum II in der Stärke dtex 110 geliefert werden. Die Schussfäden 23 werden in einer Stärke von dtex 235 geliefert. Bei der Ausführung eines Flächengebildes gemäß Fig. 3 ist die Fadendichte in Kette und Schuss beeinflussbar über das Verhältnis der Fadenstärken von Steherfaden 21 zu Dreherfaden 22, wobei stets die Symmetrie des Gewebes zu beachten ist. Je feiner der Titer des Dreherfadens 22 gewählt wird, desto dichter kann das Gittergewebe eingestellt werden. Ein weiterer Parameter ist hier die Kettfadenspannung, welche durch das zweibäumige Weben (Kettbaum I und Kettbaum II) verfahrenstechnisch unterschiedlich einstellbar ist. Die geringste Fadendichte ergibt sich dann, wenn ein Steherfaden und ein Dreherfaden den gleichen Titer haben. In diesem Falle (hier nicht gezeigt) ergibt sich ein klassisches Drehergewebe, welches in Kettrichtung eine Ondulation (Einarbeitung) aufweist, wogegen der Schuss gerade, d. h. ohne bzw. mit geringster Ondulation einbindet.
Fig. 5 zeigt beispielhaft ein zur Karbonisierung geeignetes Hybriddrehergewebe mit Stick- schuss (DE 101 15 890 Al, BST Safety Textiles), im Schnitt. Es soll gemäß der Erfindung ein dicht geschlagenes Hybridgewebe mit Karbonisierfläche z.B. zum Zweck der Umsetzung der Erfindung gemäß EP 0 893 311 A3 (TRW) zur Herstellung eines hitzebeständigen Airbaggewebes ausgeführt werden. Bei einem gewebten textilen Flächengebilde gemäß der Erfindung bietet sich die Möglichkeit, das Verhältnis der Fadenstärke von Steher- zu Dreherfaden zu verändern, um die Schussdichte zu erhöhen bzw. zu maximieren. Dadurch entsteht eine vom nicht ondulierten Schussgarn bestimmte Gewebeoberfläche. Die im Schnitt dargestellte Konstruktion nach Fig. 5 soll verdeutlichen, wie eine spezielle, zur Karbonisierung geeignete Oberfläche bei gleichzeitiger Symmetrie der tragenden Grundkonstruktion des Gewebes erzielt werden kann. Das in Fig. 5 beispielhaft gezeigte Gewebe ist wie folgt konstruiert:
Kette:
1. Kettfaden: Steherfaden 31, dtex 235, 22 Faden/cm, von Kettbaum I
2. Kettfaden: Dreherkette 32, dtex 78, 22 Faden/cm, von Kettbaum II
Schuss:
1. Schussfaden: Schussfaden 33, dtex 235, 22 Faden/cm
2. Schussfaden: Schussfaden 33Z, dtex 1220, beispielsweise Viskose, 11 Faden/cm
(beispielsweise Stickschuss)
Schussfolge: 2 Faden, dtex 235
1 Faden, dtex 1220 (Stickschuss)
Die in Fig. 5 gezeigte Gewebegrundkonstruktion besteht aus 22 mal 22 Fäden, dtex 235, beispielsweise Polyamid. Die Dreherkette 32 ist hier möglichst feintitrig gewählt, um die Schussdichte zu erhöhen. Der Viskoseschussfaden 33Z (Zellulose) ist für eine Karbonisierung geeignet. Die zusätzlich eingetragenen Schussfäden 33Z können sowohl ganzflächig als auch partiell im Rahmen der Schussrapportierung dem Hitzeschutz dienen und die Widerstandsfähigkeit des Gewebes gegenüber thermischer Belastung erhöhen.