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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Airbag zum Insassenschutz in
einem Kraftfahrzeug mit einem Gassack, der aus einem Gewebe hergestellt ist.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, den Herstellungsaufwand
für einen Airbag zu verringern.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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 Ventilvorrichtung
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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der gesamte Gassack
aus einem einstückigen Gewebezuschnitt gebildet. Hierdurch
lassen sich zahlreiche Näh-, Klebe- oder Schweißverbindungen
einsparen.
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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.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen
näher erläutert, in denen zeigen:
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1 einen
erfindungsgemäßen, plan ausgebreiteten Gewebezuschnitt
für einen Stützstrukturairbag;
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2 den
Gewebezuschnitt von 1 in einem dreidimensional gefalteten
Zustand;
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3 ein
in ein Flächenelement eingewebtes Ventil im Durchströmzustand
und
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4 das
Ventil von 3 im Sperrzustand.
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Die
nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele
stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
dar.
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In 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.
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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.
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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.
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In
dem in 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.
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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.
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Nach
dem Weben wird der Gewebezuschnitt gemäß 2 dreidimensional
gefaltet und an den vorgesehenen Kantenabschnitten miteinander verbunden.
Im Beispiel von 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 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.
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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.
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Entsprechend
einer Ausführungsform der Erfindung können die
Ventile unmittelbar in den Gassack eingewebt werden. Ein derartiges
Ventil ist in den 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.
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In
dem Beispiel von 3 ist das Ventil in einem flächigen
Verbindungsabschnitt 7 (vgl. 1 und 2)
ausgebildet. Ebenso kann es an einem beliebigen Abschnitt eines üblichen
gewebten Gassacks vorgesehen sein.
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In
dem Beispiel von 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.
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Ist
der Gassack vollkommen entfaltet und ein Insasse drückt
von außen auf den Gassack, so entsteht gemäß 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006038124
A1 [0002, 0011]
- - DE 102006038125 A1 [0003, 0011]
- - DE 4442592 A1 [0004]
- - EP 0714813 [0005]