WO2010133291A1

WO2010133291A1 - Airbag mit eingewebten funktionselementen

Info

Publication number: WO2010133291A1
Application number: PCT/EP2010/002707
Authority: WO
Inventors: Christian Burczyk; Andreas Hirth; Lutz Quarg; Friedrich Reiter; Clark Rüdebusch
Original assignee: Daimler Ag
Priority date: 2009-05-19
Filing date: 2010-05-04
Publication date: 2010-11-25
Also published as: US20120061946A1; DE102009021854A1

Abstract

Die Herstellung eines Airbags für ein Rückhaltesystem eines Kraftfahrzeugs soll vereinfacht werden. Daher wird ein Airbag mit einem Gassack (1 bis 5) bereitgestellt, der aus einem Gewebe hergestellt ist. In den Gassack ist mindestens ein Funktionselement, das dem Gassack eine zusätzliche Funktion verleiht, einstückig eingewebt. Bei dem Funktionselement kann es sich beispielsweise um das Röhrensystem (6) eines Stützstrukturairbags handeln. Das Funktionselement kann ebenso ein Ventil zum Entfalten eines Stützstrukturairbags sein.

Description

Daimler AG

Airbag mit eingewebten Funktionselementen

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Airbag zum Insassenschutz in einem Kraftfahrzeug mit einem Gassack, der aus einem Gewebe hergestellt ist.

Ein gattungsgemäßer Airbag ist aus der Druckschrift DE 10 2006 038 124 A1 bekannt. Das dort beschriebene Rückhaltesystem für ein Kraftfahrzeug ist durch eine oder mehrere Stützstrukturen und ein Tragvolumen gebildet, wobei die Längserstreckung einer Stützstruktur im aktiven Zustand die Abmaße der Quererstreckung wesentlich übersteigt und sich die Stützstruktur hauptsächlich in Richtung ihrer Längserstreckung entfaltet. Die Größe des Rückhaltesystems passt sich an den Lastfall an, indem die Stützstruktur beim Auftreffen auf ein Hindernis während des Entfaltens die Stabilität, die sie bei vollständiger Entfaltung hätte, nicht erreicht.

Weiterhin offenbart die Druckschrift DE 10 2006 038 125 A1 ein Rückhaltesystem für ein Kraftfahrzeug, das sich von einer Aufbewahrungsposition in eine Rückhalteposition entfaltet, wobei die Entfaltung durch wenigstens eine durch eine Gasdruckquelle aufblasbare Stützstruktur erfolgt. Das Rückhaltesystem steht in der Rückhalteposition dem Insassen in seiner Verlagerungsrichtung mit einem Tragvolumen zur Rückhaltung des Insassen zur Verfügung, wobei das Tragvolumen durch wenigstens eine flexible Tragstruktur umhüllt ist. Um das Rückhaltesystem derart zu verbessern, dass sich die Größe des Rückhaltesystems auf den jeweiligen Lastfall anpasst, wird durch Aufblasen der Stützstruktur die flexible Tragstruktur zur Umhüllung des Tragvolumens aufgespannt.

Weiterhin ist aus der Druckschrift DE 44 42 592 A1 eine Aufprallschutzvorrichtung für Insassen eines Kraftfahrzeugs bekannt. Die Aufprallschutzvorrichtung weist einen aus einem Gewebe gefertigten Luftsack auf, der sich aus einem Oberteil, einem Unterteil und mehreren innerhalb des Luftsacks angeordneten Fangbändern zusammensetzt. Die Fangbänder werden durch in Richtung Innenraum abgestellte Gewebeabschnitte von an der Innenseite des Oberteils und des Unterteils angebrachten Verstärkungsteilen gebildet. Die abgestellten, sich überlappenden Gewebeabschnitte werden etwa in einem mittleren Bereich zwischen Oberteil und Unterteil durch eine Fügestelle verbunden, insbesondere vernäht. Dabei ist jedes Fangband durchgehend zwischen Oberteil und Unterteil des Luftsacks zumindest doppellagig ausgebildet, und die Lagen sind mindestens in der Fügestelle miteinander verbunden.

Ferner beschreibt die Druckschrift EP 0 714 813 B1 ein aufblasbares Rückhaltekissen. Es ist aus einem einstückigen Materialzuschnitt gebildet und dient zur Verwendung in Verbindung mit einer Aufblaseinrichtung zum Schutz eines Fahrzeuginsassen im Fall einer Kollision. Begrenzungskantenabschnitte des Materialzuschnitts können durch zwei vollkommen oder im Wesentlichen kontinuierliche Nähte übereinander liegend zusammengebracht werden. Es ist somit die OPW-Technik (One Piece Woven) für die Herstellung von Gassäcken von Airbags bekannt. Ebenso ist bekannt, mehrere Abschnitte eines Gassacks miteinander zu vernähen. Insgesamt ist jedoch der Herstellungsaufwand für Gassäcke und insbesondere für solche von Stützstrukturairbags verhältnismäßig aufwändig.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, den Herstellungsaufwand für einen Airbag zu verringern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Airbag nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 11. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.

Demnach wird erfindungsgemäß bereitgestellt ein Airbag zum Insassenschutz in einem Kraftfahrzeug mit

- einem Gassack, der aus einem Gewebe hergestellt ist, wobei

- in den Gassack mindestens ein Funktionselement, das dem Gassack eine zusätzliche Funktion verleiht, einstückig eingewebt ist.

Weiterhin wird bereitgestellt ein Verfahren zur Herstellung eines Airbags zum Insassenschutz in einem Kraftfahrzeug umfassend den Schritt des

- Webens eines Gassacks, wobei

- in den Gassack mindestens ein Funktionselement, das dem Gassack eine zusätzliche Funktion verleiht, einstückig eingewebt wird. In vorteilhafter Weise wird also ein Gassack mit seiner typischen Funktion des Einschließens eines Gases mit einer zusätzlichen Funktion versehen, die durch ein in das Gewebe eingewebtes Funktionselement gewährleistet wird. Bei dem Herstellungsschritt des Webens wird also nicht nur der Gassack selbst hergestellt, sondern dieser zusätzlich mit einer über die Grundfunktion des Gassacks hinausgehenden Funktion ausgestattet. Damit muss das zusätzliche Funktionselement nicht mit einem eigens dafür konzipierten Herstellungsschritt in den Gassack integriert werden. Folglich lässt sich so insgesamt das Herstellungsverfahren vereinfachen.

In einer Ausführungsform ist der Airbag als Stützstrukturairbag ausgebildet. Als Stützstrukturairbag wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung eine Stützstruktur und ein von der Stützstruktur aufspannbares, flexibles Flächengebilde bezeichnet, wie dies in der DE 10 2006 038 124 A1 und der DE 10 2006 038 125 A1 beschrieben ist. Ein Tragvolumen wird bei einer Entfaltung der Stützstruktur durch das flexible Flächengebilde begrenzt und kann im wesentlichen Umgebungsluft beinhalten, wobei mittels einer Ventil Vorrichtung ein Befüllen oder Entleeren des Tragvolumens mit Umgebungsluft beeinflusst werden kann. In dieser Ausführungsform ist es besonders vorteilhaft, wenn das in den Gassack eingewebte Funktionselement ein Röhrenelement der Stützstruktur ist, das beim Entfalten des Airbags aufgeblasen wird. Vorzugsweise stellt das Funktionselement das gesamte Röhrensystem einer Stützstruktur dar, das beim Entfalten des Airbags aufgeblasen wird. Das flexible Flächengebilde, welches auch als flächige Tragelemente bezeichnet werden kann, kann durch zwischen einzelnen Röhren des Röhrensystems befindliche und mit diesen einstückig verbundene, flächige Verbindungsabschnitte gebildet werden. Es ist somit möglich, dass der Gassack eines Stützstrukturairbags zusammen mit der Stützstruktur in einem einzigen Arbeitsschritt, nämlich dem Weben des Gassacks oder eines Teils davon hergestellt wird. Es ist also nicht nachträglich eine Stützstruktur mit flächigen Tragelementen zu verbinden bzw. es müssen nicht Röhrenelemente der Stützstruktur durch Nähen und Kleben hergestellt werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das oder ein weiteres einstückig eingewebtes Funktionsteil ein Ventil sein. Damit kann der Gassack ohne hohen Aufwand mit einem Element versehen werden, mit dem sich die Gasmenge im Gassack regulieren lässt.

Speziell kann das Ventil so ausgestaltet sein, dass es sich beim Entfalten des Gassacks öffnet und bei Belastung des entfalteten Gassacks schließt. Damit lassen sich in vorteilhafter Weise Stützstrukturairbags realisieren, bei denen die Umgebungsluft in den Innenraum des Gassacks durch die Ventile eingesogen wird. Bei Belastung schließen die Ventile, so dass der Gassack die Rückhaltekraft aufbringen kann.

Vorzugsweise besitzt das Ventil zwei zueinander bewegliche Gewebelagen. Dabei ist eine Lage deutlich gasdurchlässiger als die andere und bildet lediglich den Wiederhalt für die andere Lage, wenn das Ventil geschlossen ist. Auf diese Weise lässt sich bei einem mehrlagigen Gassack ohne Weiteres ein Ventil realisieren.

Entsprechend einer weiteren Ausführungsform kann das oder ein Weiteres einstückig eingewebtes Funktionselement ein Fangband sein. Damit lassen sich auch Gassäcke, deren Entfaltungsvolumen variierbar ist, auf einfache Weise herstellen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der gesamte Gassack aus einem einstückigen Gewebezuschnitt gebildet. Hierdurch lassen sich zahlreiche Näh-, Klebeoder Schweißverbindungen einsparen.

Weiterhin können Abschnitte des Gewebezuschnitts an ihren Kanten miteinander verbunden sein. Damit müssen nicht einzelne voneinander getrennte Abschnitte eines Gassacks vor dem Nähen, Schweißen oder Kleben richtig zueinander orientiert werden. Vielmehr sind die Abschnitte von Haus aus zueinander richtig orientiert.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen, plan ausgebreiteten Gewebezuschnitt für einen

Stützstru ktu rai rbag ;

Fig. 2 den Gewebezuschnitt von Fig. 1 in einem dreidimensional gefalteten

Zustand;

Fig. 3 ein in ein Flächenelement eingewebtes Ventil im Durchströmzustand und

Fig. 4 das Ventil von Fig. 3 im Sperrzustand. Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.

In Fig. 1 ist beispielhaft ein Gewebezuschnitt für den Gassack eines Stützstrukturairbags wiedergegeben. Der Gewebezuschnitt ist hier plan ausgelegt und in der Draufsicht dargestellt. Er besitzt in etwa die Form der Silhouette eines fliegenden Vogels. An einem Rumpfabschnitt 1 sind zwei Flügelabschnitte 2 und 3 angewebt. An der einen Seite des Rumpfabschnitts 1 befindet sich, dem Schnabel der Vogelsilhouette entsprechend eine Spitze 4. Auf der gegenüberliegenden Seite des Rumpfabschnitts 1 ist, dem Schwanz der Vogelsilhouette entsprechend, eine Kerbe 5 in dem Gewebezuschnitt vorgesehen.

In den gesamten Gewebezuschnitt ist ein netzförmiges Röhrensystem 6 integriert. Dieses Röhrensystem 6 wird durch zwei Lagen des Gewebes gebildet. Im vorliegenden Beispiel sind diese beiden Lagen nur an speziellen Verbindungsabschnitten 7 miteinander verbunden. Diese Verbindungsabschnitte 7 entsprechen den Maschen des netzförmigen Röhrensystems 6.

Das Röhrensystem 6 ist in sich geschlossen und besitzt im Wesentlichen nur eine oder ein paar wenige Zuströmöffnungen, damit Gas in das Röhrensystem 6 einströmen kann. Das Röhrensystem 6 besitzt zahlreiche einzelne Röhrenelemente, die miteinander in Verbindung stehen und die netzförmige Stützstruktur für den Airbag bilden.

In dem in Fig. 1 dargestellten Zustand ist das Röhrensystem 6 in sich zusammengefallen. Dies bedeutet, dass die beiden Lagen des Gewebezuschnitts auch im Bereich des Röhrensystems aufeinander liegen. Erst wenn das Röhrensystem 6 mit Gas gefüllt wird, entfalten sich die einzelnen Röhrenelemente zu zylindrischen Gebilden, die eine gewisse Festigkeit besitzen und so Teil der Stützstruktur werden können.

Die Herstellung des Gewebezuschnitts kann praktisch in einem Arbeitsgang durchgeführt werden. Es werden nämlich nur die beiden Gewebelagen gewebt und an den Verbindungsabschnitten 7 miteinander verwebt. Im Bereich des Röhrensystems 6 sind die beiden Lagen nicht miteinander verwebt. Ein etwaiges Ausschneiden aus einem Gesamtgewebestück wird hier außer Acht gelassen.

Nach dem Weben wird der Gewebezuschnitt gemäß Fig. 2 dreidimensional gefaltet und an den vorgesehenen Kantenabschnitten miteinander verbunden. Im Beispiel von Fig. 2 ist zu erkennen, wie die Spitze 4 in die Kerbe 5 des Gewebezuschnitts eingefügt ist. Das Zusammenfügen der Kanten erfolgt durch Nähen, Kleben und/oder Schweißen. An seinen offenen Seiten wird das ringförmige Gebilde von Fig. 2 mit den Flügelabschnitten 2 und 3 verschlossen. Dabei ist vorteilhaft, dass die Flügelabschnitte 2 und 3 bereits fest an dem Gewebezuschnitt angewebt sind. Dadurch ist es nicht notwendig, dass bei dem Zusammenfügen zuerst die richtige Orientierung der Flügelabschnitte ermittelt werden muss, bevor die Kanten zusammengefügt werden. Es ist jedoch sofort ersichtlich, dass nach dem Anfügen der Flügelabschnitte 2 und 3 an die vorgesehenen Kanten des Rumpfabschnitts 1 ein sackförmiges Gebilde, nämlich der Gassack, entsteht.

Zum Entfalten des Gassacks wird in das bis dahin flache Röhrensystem 6 Gas eingepresst. Das Röhrensystem 6 bildet sich dadurch zu der Stützstruktur aus, wobei die Verbindungsabschnitte 7 Tragelemente zwischen den Stützstrukturelementen bilden. Für die Entfaltung des Gassacks ist es jedoch notwendig, dass in ihn Umgebungsluft eindringen kann. Dies ist nur durch entsprechende Öffnungen oder Ventile in dem Gassack möglich. Da der Gassack im entfalteten Zustand eine gewisse definierte Rückhaltekraft aufbringen muss, werden in der Regel in den Gassack Ventile eingebaut.

Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung können die Ventile unmittelbar in den Gassack eingewebt werden. Ein derartiges Ventil ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Das Ventil selbst besteht vollständig aus dem gleichen Gewebe wie der Gassack selbst. Es wird dadurch realisiert, dass zwei Gewebelagen bzw. Teillagen zueinander beweglich sind. Dabei kann das Ventil soweit miniaturisiert sein, dass eine Gewebelage durch einen einzelnen Faden realisiert wird.

In dem Beispiel von Fig. 3 ist das Ventil in einem flächigen Verbindungsabschnitt 7 (vgl. Fig. 1 und 2) ausgebildet. Ebenso kann es an einem beliebigen Abschnitt eines üblichen gewebten Gassacks vorgesehen sein.

In dem Beispiel von Fig. 3 besteht das Gewebe des flächigen Verbindungsabschnitts 7 aus zwei Lagen, einer oberen Lage und einer unteren Lage. Ein beweglicher Ventilabschnitt 8 wird durch die obere Lage gebildet. Der bewegliche Ventilabschnitt 8 ist hier halbdomförmig und wird durch eine Aufweitung der oberen Lage gebildet. Ein unbeweglicher Ventilabschnitt 9 wird durch die untere Lage des Gewebes gebildet. Im vorliegenden Beispiel besteht der unbewegliche Ventilabschnitt 9 nur aus Kettfäden oder Schussfäden der unteren Lage. Dadurch ist der unbewegliche Ventilabschnitt 9 gasdurchlässig und es kann Umgebungsluft entsprechend dem Strömungspfeil 10 ins Innere des Gassacks einströmen. Ist der Gassack vollkommen entfaltet und ein Insasse drückt von außen auf den Gassack, so entsteht gemäß Fig. 4 ein Druck 11 auf das Ventil 8, 9. Der halbdomförmige bewegliche Ventilabschnitt 8 fällt dadurch in sich zusammen und verschließt die Öffnung, durch die beim Entfalten Luft hindurchgeströmt ist. Dadurch kann kaum mehr oder nur in einem definiert geringen Maß Luft nach außen strömen.

Ventile, die in Flächenelemente eines Gassacks eingewebt sind, können grundsätzlich auch anders aufgebaut sein. So können beispielsweise auch beide Lagen zu einem rohrförmigen Gebilde gewebt sein, das das Einströmen von Luft ermöglicht und beim Rückströmen umknickt und die Öffnung verschließt.

Auch ein Fangband lässt sich unmittelbar an einen Gewebezuschnitt bzw. generell an einen Gassack einstückig anweben. Hierzu kann beispielsweise eine Lage des Gewebes den geschlossenen Gassack bilden und die andere Lage in einem Teilabschnitt als Fangband realisiert sein, das mit der ersten Lage nur an einem Ende verbunden ist.

Wie die obigen Ausführungsbeispiele zeigen, lässt sich somit ein Stützstruktur-Gassack mit wenigen Fertigungsschritten herstellen. Selbstsverständlich können ein oder mehrere zusätzliche Teile mit dem im wesentlichen einstückigen Gassack verbunden werden, ohne dass der Bereich der erfindungsgemäßen Lösung verlassen wird. Ein Beispiel für ein solches zusätzliches Teil ist eine den Gassack vor heissen Gasen eines Gasgenerators schützende Flammschutzlage. In einem weiteren Beispiel können als zusätzliche Teile auch Ventile angebracht werden. Insbesondere kann die Herstellung der Röhren und der Ventile in OPW-Technik (ggf. in einem gemeinsamen Fertigungsschritt) erfolgen. Anschließend wird der Gewebezuschnitt nur noch vernäht, geschweißt oder geklebt. Es wird hier also die OPW-Technik mit dem Nähen eines Gassacks kombiniert. Dadurch entsteht aus einem in seiner Rückhalteposition - bis auf seine senkrecht zur Fläche bezogene Dicke - prinzipiell zweidimensionalen Gassack ein dreidimensionaler Gassack. Dieser Gassack kann damit auch Umgebungsluft einschließen. Es können - von der Funktion her betrachtet - zumindest zwei Gassäcke entstehen, welche einstückig gewebt sind. Die Gassäcke können sich dabei in ihren Eigenschaften, wie beispielsweise einem Gasinnendruck, unterscheiden. In einer Ausführungsform umhüllt ein Gassack zumindest teilweise den anderen.

Aus einem im Wesentlichen einstückigen, flächigen Gebilde mit Funktionselementen kann somit ein zusätzliches Volumen erzeugt werden, welches zumindest teilweise von dem flächigen Gebilde mit Funktionselementen umspannt wird, wodurch zumindest eine zusätzliche Funktion ermöglicht wird. Ein Beispiel für eine solche zusätzliche Funktion ist eine für den Insassenschutz in einem Kraftfahrzeug mögliche Rückhaltewirkung durch Umgebungsluft.

Claims

Daimler AGPatentansprüche

1. Airbag zum Insassenschutz in einem Kraftfahrzeug mit

- einem Gassack (1 bis 5), der aus einem Gewebe hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass

- in den Gassack (1 bis 5) mindestens ein Funktionselement (6; 8, 9), das dem Gassack eine zusätzliche Funktion verleiht, einstückig eingewebt ist.

2. Airbag nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Airbag als Stützstrukturairbag ausgebildet ist.

3. Airbag nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (6; 8, 9) ein Röhrenelement der Stützstruktur ist, das beim Entfalten des Airbags aufgeblasen wird.

4. Airbag nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (6; 8, 9) das gesamte Röhrensystem einer Stützstruktur darstellt, das beim Entfalten des Airbags aufgeblasen wird.

5. Airbag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das oder ein weiteres einstückig eingewebtes Funktionselement ein Ventil (8, 9) ist.

6. Airbag nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Ventil (8, 9) beim Entfalten des Gassacks (1 bis 5) öffnet und bei

Belastung des entfalteten Gassacks schließt.

7. Airbag nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (8, 9) zwei zueinander bewegliche Gewebelagen aufweist.

8. Airbag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das oder ein weiteres einstückig eingewebtes Funktionselement ein Fangband ist.

9. Airbag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Gassack (1 bis 5) aus einem einstückigen Gewebezuschnitt gebildet ist.

10. Airbag nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass

Abschnitte des Gewebezuschnitts an ihren Kanten miteinander verbunden sind.

11. Verfahren zur Herstellung eines Stützstruktur-Airbags zum Insassenschutz in einem Kraftfahrzeug umfassend den Schritt des

- Webens eines Gassacks (1 bis 5), dadurch gekennzeichnet, dass

- in den Gassack (1 bis 5) mindestens ein Funktionselement (6; 8, 9), das dem Gassack eine zusätzliche Funktion verleiht, einstückig eingewebt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass als Funktionselement ein Röhrenelement, ein Ventil oder ein Fangband in den Gassack eingewebt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Gassack (1 bis 5) aus einem einstückigen Gewebezuschnitt gebildet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Abschnitte des Gewebezuschnitts an ihren Kanten miteinander verbunden werden.