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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und Vorteile der am 27. Januar 2010 eingereichten provisorischen US-Patentanmeldung Nr. 61/298,786 (hierin eingefügt in ihrer Gesamtheit durch Referenz).
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Hintergrund
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Die vorliegende Anmeldung betrifft im Allgemeinen das Gebiet der Airbags in Kraftfahrzeugen. Genauer betrifft diese Anmeldung einen Airbag, der gestaltet ist, um verbesserte Kissennähte zur Reduzierung von Gewicht und Kosten aufzuweisen, während die Festigkeit erhalten bleibt.
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Es ist bekannt einen Airbag zur Verwendung in einem Fahrzeug mit einem Airbagkissen zu konstruieren, das durch Verbinden von zwei oder mehr Geweben miteinander ausgebildet wird. Es ist bekannt, eine Naht zu verwenden, um mindestens zwei Airbagkissenbahnen zu verbinden, wobei die Naht Nahtstiche enthält, die typischerweise aus einer Vielzahl von Stichen aus 400 bis 2400 Denier Faden oder Garn hergestellt werden, um eine Trennung (das heißt relative Bewegung) der verbundenen Bahnen zu reduzieren oder zu verhindern. Es ist des Weiteren bekannt, einen Klebstoff oder Dichtungsmittel auf die benachbarten und miteinander verbundenen Oberflächen der Bahnen aufzutragen, um ein Austreten des Aufblasgases durch die Vielzahl von Öffnungen (oder Löchern), die durch die Vielzahl von Stichen hervorgerufen werden, die aus den die Stiche bildenden Fäden sowie durch die Nadellöcher gebildet werden, zu verhindern. Diese Airbags sind so gestaltet, dass die Nahtstiche die Festigkeit oder strukturelle Integrität der Naht bereitstellen, während das Dichtungsmittel die Spalten zwischen den Airbagkissenbahnen und Stichen füllt und abdichtet. Dementsprechend ist der Airbag für ein optimiertes Design typischerweise so gestaltet, dass die Festigkeit der Stiche und die Festigkeit der Bahnen im Wesentlichen ähnlich sind. Um die Festigkeit der Nahtstiche zu erhöhen, kann der Fadendurchmesser oder -größe erhöht werden, oder ein Material mit einer höheren Zugfestigkeit kann verwendet werden. Um die Festigkeit der Gewebebahnen des Airbagkissens zu erhöhen, kann eine Bahn mit einem höheren Denier (das heißt Gewicht) verwendet werden oder die Bahn kann aus einem stärkeren Material hergestellt sein.
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Der primäre Nachteil von Airbags, die unter Verwendung von Nahtstichen zur Bereitstellung der strukturellen Integrität der Naht gestaltet sind, ist, dass die Nahtstiche Löcher oder Fehlstellen in der Gewebebahn des Airbagkissens von den Nähnadeln produzieren, welche die Festigkeit der Airbagbahnen in der Nähe der Nähnaht reduzieren, so dass die Bahn überentwickelt werden muss, typischerweise durch eine Erhöhung der Gewebedicke (das heißt Denier) oder der Gewebefestigkeit, um diesen Festigkeitsabbau an der Naht aufzunehmen. Der Abbau der Bahnfestigkeit tritt lokal an der Naht auf, wenn die Stiche aufgetragen werden, da die Stiche ein Loch oder Fehlstelle in der Airbagbahn für jedes Durchführen des Fadens oder Garns hervorrufen. Jedes Nadelloch produziert eine Spannungskonzentration in der Bahn lokal zu dem Loch bei Belastung, und oft auf Grund der hohen Temperaturen und der hohen Beanspruchung, die die Bahn während der Auslösung ausgesetzt ist, beginnen die Löcher sich zu verlängern, wodurch sich das Aufreißen der Bahn ausbreitet. Die reduzierte Festigkeit der Bahn lokal zu den Stichen beeinflusst die gesamte Bahn, so dass diese gestaltet werden muss, um den Nahtbereich mit der lokalen hohen Belastung aufzunehmen, und da der Nahtbereich typischerweise ein kleiner Prozentsatz der gesamten Gewebebahn ist, ist die Bahn überentwickelt und ineffizient. Es wurde gefunden, dass eine Naht mit Nahtstichen, welche zwei Schichten oder zwei Bahnen desselben Gewebes verbindet, die Festigkeit der Bahnen um 60% in Bezug auf einen einzelnen Bogen desselben Gewebes, der keine Stiche aufweist, reduziert.
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Zusammenfassung
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Es ist vorteilhaft für einen Airbag gestaltet zu sein, einen Klebstoff zu enthalten, der der hohen Belastung, die durch die Trennung der Kissenbahnen hervorgerufen durch den hohen inneren Kissendruck induziert wird, widersteht, wobei die strukturelle Integrität der Naht bereitgestellt wird, wodurch eine Eliminierung der Stiche möglich ist. Somit können die Airbagkissenbahnen effizienter gestaltet sein, um ein Material mit einem geringeren Denier oder ein Garn mit kleinerer Größe zu enthalten, da die Spannungskonzentration hervorgerufen durch die Stiche eliminiert werden würde. Die Verwendung von Klebstoffen reduziert die Kosten der Airbagkissen durch Eliminierung der Kosten der Stiche und Eliminierung der Montagekosten der Stiche. Die Verwendung von Klebstoff reduziert ebenfalls die Masse und das Gewicht des Airbagsystems.
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Gemäß einer Ausführungsform kann ein Airbag eine aufblasbare Kammer, eine Gewebebahn, die eine Wand der aufblasbaren Kammer ausbildet, und eine Strukturnaht enthalten, wobei die Strukturnaht lediglich einen Klebstoff enthält. Mit anderen Worten, die Strukturnaht enthält keine Stiche.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Kraftfahrzeuges, das eine Ausführungsform eines Airbags enthält.
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2 ist eine perspektivische Ansicht des Fahrzeuges der 1 mit einem ausgelösten Airbag.
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3 ist eine Profilansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Seitenvorhangairbagkissens zur Verwendung in einem Fahrzeug, wie dem Fahrzeug der 1, und ist gestaltet, um mindestens eine Strukturnaht zu enthalten.
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4 ist eine Querschnittsansicht einer beispielhaften Strukturnaht mit einer Beschichtungslage auf der inneren Oberfläche eines Airbags.
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5 ist eine Querschnittsansicht einer beispielhaften Strukturnaht ohne Beschichtungslagen.
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6 ist eine Querschnittsansicht einer beispielhaften Strukturnaht mit Beschichtungslagen auf der inneren und äußeren Oberfläche eines Airbags.
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7 ist eine Querschnittsansicht einer beispielhaften Strukturnaht.
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8 ist eine Querschnittsansicht einer beispielhaften Strukturnaht, die durch zwei Bereiche eines Klebstoffes ausgebildet ist.
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9 ist eine Querschnittsansicht einer beispielhaften Strukturnaht mit einer asymmetrischen Form.
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10 ist eine Seitenansicht eines weiteren Beispieles eines Seitenvorhangairbagkissens zur Verwendung in einem Fahrzeug, wie dem Fahrzeug der 1, und ist gestaltet, um mindestens eine Strukturnaht zu enthalten.
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11 ist eine perspektivische Ansicht der Beifahrerseite eines inneren Bereiches eines Fahrzeuges, wie dem Fahrzeug der 1, die einen von der außen liegenden Seite des Sitzes ausgelösten Seitenaufprallairbag darstellt.
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12 ist eine Seitenansicht eines Beispieles eines Seitenaufprallairbags zur Verwendung in einem Fahrzeug, wie dem Fahrzeug von 4, welches mindestens eine Strukturnaht enthält.
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Detaillierte Beschreibung
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Airbagsysteme (z. B. Seitenaufprall, Frontaufprall) sind in Fahrzeugen angeordnet, um zu helfen, Insassen vor Verletzungen während eines dynamischen Fahrzeugereignisses, wie einem Frontaufprall, Seitenaufprall oder Überschlagereignis zu schützen. Ein Airbagsystem kann ein aufblasbares Airbagkissen enthalten, das sich während eines dynamischen Fahrzeugereignisses auslöst und durch Gas aufbläst, welches schnell in das Airbagkissen mittels eines Gasgenerators oder anderen Gas generierenden Vorrichtungen gedrückt wird. Ein Gasgenerator oder Modul kann eine Vorrichtung, wie eine pyrotechnische Vorrichtung oder verdichtetes Gas oder Kombinationen der zwei oder andere Airbagaufblasvorrichtungen verwenden, um das Gas fast sofort zu generieren und das Gas mit einer hohen volumetrischen Flussrate in das aufblasbare Airbagkissen des Airbagsystems zu drücken. Ein Airbagkissen oder Airbag kann fast überall in dem Fahrzeug gelagert und ausgelöst werden. Zum Beispiel können Airbagkissens in der innen liegenden Seite (das heißt in der Mitte befestigte Seitenairbags) oder in nach außen (das heißt Seitenairbags) gerichteten Oberflächen die Rückenlehne einer Sitzanordnung, in dem Armaturenbrett oder der Längssäule, oder innerhalb der Dachreling des Fahrzeuges gelagert und davon ausgelöst werden. Airbags werden typischerweise durch einen Prozess des Faltens zur Kompaktierung des Airbags verpackt, um in die kleinen Lagerbereiche zu passen, wie der Rückenlehne einer Sitzanordnung oder Dachreling eines Fahrzeuges. Airbags können verwendet werden, um Schutz für Insassen bereit zu stellen, die in jeder Sitzreihe (z. B. erste, zweite, dritte) eines Fahrzeuges angeordnet sind. Airbags enthalten Seitenvorhangairbags, Seitenairbags, Knieairbags und Rollen, Beifahrerairbags, Fahrerseitenairbags, und andere im Stand der Technik verwendete Airbags. Die vorliegende Erfindung kann jede dieser Airbagtypen verwenden. Der Fachmann wird erkennen, dass die hier diskutierten Airbags und Airbagsysteme in jedem Airbag oder Airbagsystem enthalten sein können und nicht auf die hier diskutierten Bespiele oder Darstellungen begrenzt sind.
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Unter Bezugnahme auf die 1 ist eine beispielhaft Ausführungsform eines Kraftfahrzeuges 10 dargestellt. Das Fahrzeug 10 kann einen inneren Bereich 12, eine Fahrerseite 14 und eine Beifahrerseite 16 aufweisen. Das Fahrzeug 10 kann des Weiteren einen Airbag gemäß der vorliegenden Erfindung aufweisen. Zum Beispiel kann das Fahrzeug 10 einen Seitenvorhangairbag 20 enthalten, um Schutz für Beifahrerseite der vorderen und hinteren Insassen des Fahrzeuges bereitzustellen, welcher ausgelöst in dem Beispiel der 2 gezeigt ist.
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Unter Bezugnahme auf die 3 ist ein Beispiel eines Seitenvorhangairbags 20 zur Verwendung in einem Fahrzeug vor Falten und Einbau in das Fahrzeug dargestellt. Wie in dem Beispiel der 3 gezeigt, kann ein Seitenvorhangairbag 20 ein Airbagkissen 22 mit einer aufblasbaren Kammer und einem Gasgenerator (nicht gezeigt). zum Aufblasen der aufblasbaren Kammer des Airbagkissens 22 durch die Generierung von oder die Freisetzung von Aufblasgas beinhalten. Der Seitenvorhangairbag 22 kann innerhalb der Dachreling des Fahrzeuges gelagert und von dieser ausgelöst werden. Gemäß einem Beispiel enthält das Airbagkissen 22 eine innere Bahn, die mit einer äußeren Bahn durch mindestens eine Strukturnaht 24 (oder strukturelle Klebstoffnaht) verbunden ist, wobei die innere Bahn und die äußere Bahn eine Wand der aufblasbaren Gaskammer ausbilden. Gemäß weiterer Beispiele kann das Airbagkissen jede Anzahl von miteinander verbundenen Bahnen unter Verwendung jeder Zahl von Strukturnähten enthalten. Das Airbagkissen kann des Weiteren eine Gasgeneratorkopplung 26 zum Anbringen des Kissens an den Gasgenerator enthalten.
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Eine Strukturnaht, die in jeder der hier diskutierten Airbags verwendet werden kann, enthält einen Klebstoff, um Airbagbereiche zu verbinden, wie zum Verbinden von zwei unterschiedlichen Airbagbahnen miteinander, oder um einfach zwei Bereiche eines Airbaggewebes miteinander zu verbinden. Die Strukturnaht enthält keine Stiche und kann nicht auf einen Klebstoff beschränkt sein.
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Gemäß einem Beispiel enthält das Airbagkissen (das von jedem Typ eines hierin diskutierten Airbags sein kann) eine aufblasbare Kammer und kann aus einem oder mehreren Gewebebahnen gebildet sein, welche eine Wand bzw. Wände der aufblasbaren Kammer bilden. Zum Beispiel kann ein Airbag eine innere Bahn enthalten, die mit einer äußeren Bahn durch eine Strukturnaht verbunden ist, die im Wesentlichen um den gesamten Umfang des Airbagkissens verläuft, welcher den ungefalteten Bereich des Airbagkissens vor dem Einbau und das ausgelöste Volumen des Airbagkissens, gefüllt durch das Aufblasgas während der Auslösung, definiert. Gemäß einem weiteren Beispiel kann die Strukturnaht 24 im Inneren des aufgeblasenen Airbags, wie in dem Beispiel der 3 gezeigt, zusätzlich zu der Strukturnaht 24 auf der Umfangskante, die die Bahnen verbindet, oder als eine Alternative angeordnet sein. Zusätzlich können Bereiche 28 mit hoher Belastung, wie in dem Beispiel der 3 gezeigt, die hierin diskutierten Strukturnähte enthalten.
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Solche Airbagbahnen können aus jedem geeigneten Denier von Gewebematerial mit einer Gewebezugfestigkeit, die an die Anforderungen und Geometrie des Kissens angepasst sind, hergestellt sein. Aufgrund der fehlenden Stiche in der Strukturnaht des Klebstoffes können Gewebe mit einem kleinen Denier vorteilhafterweise in dieser Erfindung verwendet werden, welche vorteilhafterweise Airbags mit einem geringeren Gewicht bereitstellen und eine Gewichtsreduzierung für das Fahrzeug darstellen und eine verbesserte Kraftstoffeinsparung bereitstellen. Konventionelle Airbags, die Stiche in der Naht des Airbags enthalten, schwächen das Gewebe des Airbags, wodurch ein höheres Denier für den Airbag erforderlich ist (welcher eine höhere Festigkeit aufweist), um den schwächenden Effekt der Stiche auszugleichen. Obwohl Gewebe mit einem höheren Denier eine höhere Festigkeit bereitstellen, weisen die Gewebe mit einem höheren Denier ebenfalls ein erhöhtes Gewicht auf und produzieren Airbags, die mehr wiegen als die Airbags hergestellt aus Gewebe mit einem geringeren Denier.
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Zum Beispiel ein Zugversuch von einem Gewebe mit 420 Denier mit einer Gewebezahl von 46 × 46 Garn pro 25 mm2 ohne Stiche weist eine Zugfestigkeit von ungefähr 3000 N/50 mm auf, während ein Gewebe mit 4200 Denier, das mit Nähfäden mit einer Größe von 138 genäht wurde, eine Zugfestigkeit von ungefähr 1200 N/50 mm aufweist. Dieses Beispiel demonstriert den schwächenden Effekt von Stichen in dem für Airbagbahnen verwendeten Gewebe, welcher normalerweise durch die Verwendung von Gewebe mit einem höheren Denier ausgeglichen wird, welches eine höhere Festigkeit als Gewebe mit einem geringeren Denier aufweisen.
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Airbagbahnen gemäß der Erfindung können ein Denier von zum Beispiel 100 bis ungefähr 420 Denier, oder insbesondere von 100 bis weniger als 400 Denier, 100 bis 315 Denier, oder 100 bis 200 Denier aufweisen. Ebenfalls können die Airbagbahnen insbesondere ein Denier von 420 Denier, 315 Denier, 210 Denier oder 100 Denier aufweisen. Die Airbagbahnen können aus einem Material mit einer Gewebezugfestigkeit von 1200 N/50 mm (1200 N/50 mm), 800 N/50 mm oder weniger als 800 N/50 mm hergestellt sein. Der Fachmann wird erkennen, dass die Airbagbahnen gestaltet sein können, um variierende Gewebezugfestigkeiten aufzuweisen, welche so angepasst sein können, um spezifische Anwendungen zu erfüllen und in Abhängigkeit von der erforderlichen Nahtfestigkeit gestaltet sein können. Die Gewebeairbagbahnen können flach liegend geschnitten werden, um jede geeignete oder erforderliche Form auszubilden, wie die in den Zeichnungen gezeigten. Das Gewebematerial kann Nylon oder jedes andere üblicherweise verwendete Material sein.
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Eine Airbagbahn kann des Weiteren eine Beschichtung enthalten. Die Beschichtung kann eine hohe Temperaturbeständigkeit aufweisen, und kann ein Elastomer, ein Silikon, ein Acrylat, eine Polyurethan oder anderes geeignetes Material sein. Die Beschichtung kann die Öffnungen (oder Leerstellen) ausfüllen, die zwischen den verwobenen Fäden (oder Fasern) des Gewebebahn ausgebildet sind, um ein Austreten des Aufblasgases mit hohem Druck durch die Porosität der Gewebebahn während der Auslösung des Airbags zu verhindern oder wesentlich zu reduzieren. Die Beschichtung kann auf beiden Seiten einer Airbagbahn aufgetragen sein oder selektiv auf lediglich eine Seite aufgetragen sein.
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Wie in dem Beispiel der 4 gezeigt, kann ein Airbag eine Strukturnaht 30 enthalten, die aus einer inneren Gewebebahn 32, einer äußeren Gewebebahn 34 und einer Klebstoffschicht 36 ausgebildet ist. Die innere Bahn 32 kann eine Außenfläche (zum Beispiel die Fläche des inneren Gewebes 32, die gegenüberliegend zu der Schicht des Strukturklebstoffes 36 ist) enthalten, die unbeschichtet ist, und eine Innenfläche mit einer Beschichtung 40 enthalten, welche eine Unterseite 38 des Klebstoffes 36 kontaktiert. Die äußere Airbagbahn 34 kann eine Außenfläche enthalten, die unbeschichtet ist, und eine Innenoberfläche mit einer Beschichtung 42 enthalten, die die Oberfläche 37 des Strukturklebstoffes 36 kontaktiert oder mit dieser gekoppelt ist, wie in dem Beispiel der 4 gezeigt. Der Strukturklebstoff bildet somit eine Strukturnaht ohne Stiche aus, wobei die innere Bahn 32 und die äußere Bahn 34 durch den Strukturklebstoff 36 miteinander gekoppelt sind. Ein Verfahren, das zur Konstruktion solch einer Strukturnaht verwendet wird, wie die Naht gezeigt in dem Beispiel der 4, besteht zuerst in dem Auftragen der Schicht des Strukturklebstoffes 36 auf die Innenfläche der inneren Bahn 32. Die Innenfläche der äußeren Bahn 34 kann so positioniert werden, um die Oberfläche 37 des Strukturklebstoffes 36 zu kontaktieren. Eine Energiequelle (zum Beispiel Wärme, Radiowellen) kann dann auf die Strukturnaht 30 angewendet werden, um den Strukturklebstoff 36 der Strukturnaht 30 zu härten (oder anzuregen), um die Bindung zwischen den beschichteten Bahnen und dem Strukturklebstoff zu verbessern. Druck kann ebenfalls auf die Außenflächen der Kissenbahnen angewendet werden, um die Naht vor Anwendung der Energiequelle zu komprimieren, um so die Bindung der Bahnen mit dem Strukturklebstoff zu verbessern.
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5 zeigt ein weiteres Beispiel einer Strukturnaht 30 für einen Airbag, das eine innere Bahn 32, eine äußere Bahn 34 und eine Klebstoff 36, jedoch ohne Beschichtungslagen, enthält, so dass die Oberfläche 37 des Klebstoffes 36 in direktem Kontakt mit der äußeren Bahn 34 ist und mit dieser verbunden sein kann, und die Unterseite 36 des Klebstoffes 36 in direkten Kontakt mit der inneren Bahn 32 und mit dieser verbunden sein kann. Somit können die innere und äußere Bahn direkt miteinander unter Verwendung einer dazwischen liegenden Schicht von Strukturklebstoff 36 gekoppelt sein, wie in der 5 gezeigt.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform können sowohl die innere als auch die äußere Bahn eine Beschichtung auf der Innen- und Außenfläche enthalten. 6 zeigt ein weiteres Beispiel einer Strukturnaht 30 für einen Airbag, der eine innere Bahn 32, eine äußere Bahn 34 und einen Klebstoff 36 mit Beschichtungslagen enthält, so dass die Außen- und Innenflächen der Airbagbahnen Lagen von Beschichtungen aufweisen. In dem Beispiel der 6 weist die Außenfläche der inneren Bahn 32 eine Lage der Beschichtung 44 auf, und die Innenfläche der inneren Bahn weist eine Lage der Beschichtung 40 auf, während die äußere Bahn 34 eine Lage einer Beschichtung 42 auf seiner Innenfläche und eine Lage einer Beschichtung 46 auf seiner Außenfläche aufweist. Somit können die innere und äußere Bahn miteinander unter Verwendung einer dazwischen liegenden Schicht eines Strukturklebstoffes miteinander gekoppelt sein, wie in dem Beispiel der 6 gezeigt.
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Die Strukturnaht kann gestaltet sein, um eine Schicht eines Strukturkleberstoffes zu enthalten. Solch eine Schicht eines Klebstoffes kann zum Beispiel als eine dazwischen liegende Schicht zwischen Bereichen oder Bahnen eines Airbaggewebes vorgesehen sein, um die Gewebeteil oder Bahnen eines Kissens miteinander zu verbinden. Die Schicht des Strukturklebstoffes kann aus einem wärmegehärteten Silikon, einem Gummi mit hoher Konsistenz, anderen geeigneten Materialien (zum Beispiel Acrylat, Polyurethan) oder jeder Kombination dieser Materialien hergestellt sein. Der Strukturklebstoff kann gleichzeitig auf beide Bahnen aufgetragen werden, oder der Strukturklebstoff kann zuerst auf eine erste Bahn aufgetragen werden, dann kann eine zweite Bahn, wie die äußere Bahn, mit dem Strukturklebstoff gegenüberliegend zu der ersten Bahn gekoppelt werden (das heißt mit diesen in Kontakt gebracht werden). Zusätzlich kann ein energieeintragendes Verfahren verwendet werden, um das Aushärten des Strukturklebstoffes zu ermöglichen oder zu verbessern, wodurch die Kissenbahnen verbunden werden und sich die Strukturnaht ausbildet. Gemäß einem Beispiel kann die Energiequelle in Form von Wärme, wie von einer Heißpresse, eingetragen werden, welche in Verbindung mit einem Kompressionsdruck zur Gewährleistung eines geeigneten Kontaktes zwischen den Bahnen und dem Strukturklebstoff verwendet werden kann. Gemäß einem weiteren Beispiel kann die Energiequelle in Form von Wellen, wie Radiowellen oder Mikrowellen eingetragen werden. Dieses Beispiel kann eine Härtungskammer oder eine Vorrichtung ersetzen, welche eine kontrollierte Temperatur und Anwendungsdauer mit einer wellenemitierenden Vorrichtung zur Aushärtung der Strukturklebstoffbindung erfordert, was förderlicher für die Herstellbarkeit und zur Erhöhung des Durchsatzes aufgrund höherer Effizienz sein kann. Gemäß einem weiteren Beispiel kann Druck angewendet werden, um die Bindung des Klebstoffes mit den Airbagkissenbahnen zu verbessern. Druck kann alleine oder in Verbindung mit anderen Aushärtungsauslösern, wie Radiowellen oder Wärme verwendet werden, um die Aushärtung zu verbessern. Zum Beispiel kann auf die Strukturnaht ein vorbestimmter Druck mit oder ohne einen Härterauslöser für eine vorbestimmte Zeitperiode angewendet werden, um ein Aushärten und innige Flächen der Schicht des Strukturklebstoffes zu ermöglichen. Zusätzlich kann das Aushärten der Schicht des Strukturklebstoffes bei Raumtemperatur lediglich durch die Zeit induziert werden, kann durch Feuchtigkeit, wie erhöhte Luftfeuchtigkeit, induziert werden, kann durch Radiowellen, wie bei der Verwendung, von Polyurethan oder Neoprenmaterial induziert werden, oder kann durch Druck induziert werden, wie bei der Verwendung von druckempfindlichen Material (wie zum Beispiel Acrylat) induziert werden.
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Die hierin beschriebene Strukturnaht oder Schicht von Strukturklebstoff kann eine asymmetrische oder variierende Querschnittsformen aufweisen oder kann in mehr als einem Bereich bereitgestellt werden, der an spezifische Kundenanforderungen angepasst ist. 7 zeigt ein Bespiel eines Querschnittes eines Airbags, welcher eine Gewebeschicht F einer inneren Bahn 50 enthält und eine äußere Bahn 52 enthält, die durch den Strukturklebstoff 60 miteinander verbunden sind, wobei die äußere Bahn 52 die obere Oberfläche 62 des Klebstoffes kontaktiert und daran anhaftet und die inneren Bahn 50 die untere Oberfläche des Klebstoffes 64 kontaktiert und daran anhaftet. Die Strukturnaht, die durch die Schicht des Strukturklebstoffes 60 ausgebildet ist, kann einen Querschnitt mit im Wesentlichen rechteckiger Form aufweisen, wie in dem Beispiel der 7 gezeigt. Die Breite X des Klebstoffes 60 kann angepasst oder variiert werden, um die Strukturnaht zu verändern, wie um die Strukturnaht an das schnelle Aufblasen des Airbags und die schnelle Trennung zwischen der inneren Bahn 50 und der äußeren Bahn 52, wenn der Airbag mit Aufblasgas auf der Druckseite P des Airbags aufgeblasen wird, anzupassen.
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Die Breite der Schicht des Strukturklebstoffes (d. h. die Länge der Ober- und Unterseiten) kann basierend auf den Festigkeitsanforderungen für den Airbag angepasst werden, um so dem durch das Aufblasgas induzierten inneren Kissendruck zu widerstehen, welcher variieren kann. Zum Beispiel kann die Breite X der Schicht des Strukturklebstoffes zwischen 3 mm und 25 mm sein. Während der Airbagauslösung steigt der innere Druck des Airbagkissens aufgrund des plötzlichen Einströmens des Aufblasgases von der Druckseite P des Airbags rapide an, wodurch erhöhte Trennungskräfte an der Strukturnaht zwischen dem inneren und äußeren Panel induziert werden, wobei eine hohe Belastung an die Strukturnaht. mit einer relativ hohen Rate (z. B. zwischen dem Strukturklebstoff und jeder gekoppelten Bahn) weitergegeben wird.
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Gemäß einem Beispiel kann die Schicht des Strukturklebstoffes 70 gestaltet sein, um eine Vielzahl von Kügelchen zu enthalten, wie in dem Beispiel der 8 gezeigt. Eine Oberseite 76 des Klebstoffes 70 kann die äußere Bahn 52 kontaktieren und daran anhaften und die Unterseite 74 des Klebstoffes 70 kann die innere Bahn 50 eines Airbags kontaktieren und daran anhaften. Wie in dem Beispiel der 8 gezeigt kann die Schicht des Klebstoffes 70 ein erstes Kügelchen 72 eines Klebstoffes enthalten, das mehr zu einer Innenseite eines Airbags ist, und ein zweites Kügelchen 74 enthalten, das mehr zur Außenseite und der äußeren Umfangskante des Airbags ist, obwohl weitere Konfigurationen und Anzahl von Kügelchen verwendet werden können, wie z. B. drei, vier oder mehrere Kügelchen. Jedes Kügelchen kann die hierin beschriebene Form und Breite aufweisen und die Gesamtbreite des Klebstoffes kann die gleiche Breite oder mehr als die in 7 gezeigten Klebstoffbeispiele aufweisen, wie z. B. eine Breite von 3–25 mm oder mehr. Die Kügelchen können aus demselben Klebstoff oder aus unterschiedlichen Klebstoffen hergestellt sein. Zum Beispiel kann das erste Kügelchen 72, das mehr zu der Innenseite des Airbags positioniert ist und dem Aufblasgas ausgesetzt ist, aus einem Klebstoff hergestellt sein, welcher eine relativ höhere Wärmebeständigkeit als der Klebstoff des zweiten Kügelchens 74 aufweist, welcher von dem Aufblasgas durch das erste Kügelchen 72 abgeschirmt wird. Zum Beispiel können das erste Kügelchen 72 aus einem Silikon-Klebstoff und das zweite Kügelchen 74 aus einem Acrylat-Klebstoff hergestellt sein. Zusätzlich kann das innere Kügelchen 72 gestaltet sein, um einen wesentlichen Teil der Belastung zu absorbieren, die durch das Aufblasen des Airbags und die schnelle Trennung der inneren und äußeren Bahnen induziert wird, wobei das zweite Kügelchen 74 zur Absorption des Belastungsrestes fungiert. In dieser Weise kann das erste oder innere Kügelchen auch als eine Polsterlage dienen, um den Hauptteil der Aufblaskräfte zu tragen, während das äußere Kügelchen oder die verbleibenden Kügelchen der Erhaltung der Strukturnaht dienen. Die in diesem Beispiel beschriebene Strukturnaht kann eine höhere Festigkeit in Bezug auf eine Strukturnaht mit einem asymmetrischen oder variierenden Querschnitt wie unten beschrieben bereitstellen. Die Vielzahl von Kügelchen kann in Reihe konfiguriert sein, wobei ein Kügelchen im Wesentlichen benachbart zu einem oder zwei weiteren Kügelchen ist, und die Kügelchen voneinander über einen Spalt zwischen den Kügelchen beabstandet sind oder benachbart und in Kontakt miteinander sind.
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Gemäß einem weiterem Beispiel kann die Schicht des Strukturklebstoffes einen asymmetrischen oder einen variierenden Querschnitt aufweisen, wie in dem Beispiel der 9 gezeigt, die ein Beispiel eines Klebstoffes 80 mit einer Oberseite 82 zeigt, die mit einem ersten Panel 52 in Kontakt ist und an dieser anhaftet, und einer Unterseite 84, die im Kontakt mit einem zweiten Panel 50 ist und an dieser anhaftet. Solch ein Klebstoff 80 kann eine höhere Festigkeit in Bezug auf die rechteckig konfigurierte Schicht bereitstellen. Wie in dem Beispiel der 9 gezeigt, kann der Klebstoff im Wesentlichen eine Trapezform aufweisen, wobei die Dicke des Klebstoffes von der Innenseite des Airbags zur Außenseite des Airbags abnimmt.
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Die hohe Belastung, die in die Strukturnaht während der Airbag-Auslösung induziert wird, erfordert einen Strukturklebstoff, der eine hohe Festigkeit und hohe Anhaftungseigenschaften aufweist, um den hohen Trennungs- und Abziehkräften zu widerstehen. Der Strukturklebstoff (wie z. B. Gummi von hoher Konsistenz, wärmeaushärtbares Silikon) kann spezifisch für das Gewebegarn ausgelegt sein, das zur Konstruktion des Airbagkissens verwendet wird, das unbeschichtet bleibt, oder spezifisch für die Airbagkissen ausgelegt sein, die beschichtet werden, um hohe Festigkeit und hohe Klebeigenschaften aufzuweisen, welche notwendig sind, um die Airbagbahnen miteinander zu koppeln. Der Strukturklebstoff stellt die strukturelle Integrität der Naht bereit und ermöglicht die Eliminierung von Nahtstichen, die in konventionellen Airbags verwendet werden, um die strukturelle Kopplung zwischen den Airbagpanelen bereitzustellen. Die Eliminierung der Stiche eliminiert die Spannungskonzentration, die durch die in den Airbagkissenpanelen ausgebildeten Nadellöcher während des Prozesses des Nähens der Stiche induziert wird, und erlaubt somit eine Reduktion des Denier der Bahnen. Somit erlaubt der strukturelle Klebstoff ein effizienteres Airbagdesign durch Eliminierung der durch die Nähestiche verursachten Spannungskonzentrationen, welche den Nahtbereich von Kissenbahnen schwächen. Die Spannungskonzentration kann durch Eliminierung der Nahtstiche, welche die Spannungskonzentration verursachen, eliminiert oder minimiert werden. Die Bahnen mit einem niedrigen Denier haben eine geringere Masse, was wiederum die Auslösezeit des Airbagkissens reduzieren kann. Zum Beispiel kann ein Airbagkissen, das gestaltet ist, um Bahnen aus einem Gewebe mit einem niedrigen Denier und einem Strukturklebstoff zur Bereitstellung der Festigkeit einer Strukturnaht zum Koppeln der Bahnen des Airbagkissens zu enthalten, sich schneller in Bezug auf konventionelle Bahnen, die aus einem schwereren Denier-Gewebe hergestellt sind, und gestaltet sind, um dasselbe Aufblasvolumen bereitzustellen und mit demselben Gasgenerator gestaltet sind, auslösen und kann dennoch dieselbe relative Kissenfestigkeit (z. B. Widerstand zu im Wesentlichen ähnlichen Trennkräften) bereitstellen. Die leichteren oder geringeren Gewebe-Deniers für eine geringere Gesamtmasse werden von Fahrzeugherstellern als wünschenswert erachtet, um die Kilometerleistung zu erhöhen, welche durch den CAFE(Corporate Average Fuel Economy)Standard vorgeschrieben ist.
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Der Strukturklebstoff der Strukturnaht kann aus jedem weiteren Material hergestellt sein, und kann gemäß einer beispielhaften Ausführungsform gestaltet sein, um ausreichend stark der Belastung durch die Airbagauslösung zu widerstehen. Zum Beispiel kann ein Airbag, der aus Panelen mit einer Abziehstärke von 800 N/50 mm zum Widerstehen von Auslösungsbelastungen konstruiert ist, gestaltet sein, um eine Strukturnaht mit einer Zugfestigkeit von mindestens 800 N/50 mm aufzuweisen. Zusätzlich kann der Klebstoff stärker sein, als die miteinander gekoppelten benachbarten Bahnen des Airbagkissens. Der Fachmann wird erkennen, dass diese Konfiguration nicht als Begrenzung zu betrachten ist, jedoch lediglich eine Konfiguration ausdrückt und dass das Airbagkissen mit strukturellen Klebstoffnähten so angepasst werden kann, um variierende Festigkeiten zur Erfüllung von variierenden Kundenwünschen aufzuweisen. Ein Airbag, der gestaltet ist, um die gekoppelten Bahnen der Strukturnaht als den schwächsten Festigkeitsbereich aufzuweisen, ermöglicht ein optimal gestaltetes Kissengewicht, welches die effizienteste Konfiguration bereitstellt.
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Wie hierin beschrieben kann die Strukturnaht in verschiedenen bekannten Airbags verwendet werden. Wie in dem Beispiel der 10 gezeigt, ist ein Seitenvorhangairbag 90, der in der Dachreling eines Fahrzeuges, wie dem Fahrzeug der 1 gelagert und von diesem ausgelöst werden kann, vor dem Falten und dem Einbau in das Fahrzeug dargestellt. Der Seitenvorhangairbag 90 kann einen Gasgenerator (nicht gezeigt) enthalten, der mit einer Gasgeneratorkopplung 94 gekoppelt ist, um Aufblasgas für das Airbagkissen 92 bereitzustellen, welches eine innere Bahn enthält, die zu einer äußeren Bahn durch eine Strukturnaht 96 gekoppelt ist, die im Wesentlichen um den gesamten Umfang des Airbagkissens verläuft und ebenfalls an dem inneren Haltegurt innerhalb des Kissens verläuft. Die Strukturnaht 96 kann den ungefalteten Bereich des Airbagkissens vor dem Einbau und das ausgelöste Volumen des Airbagkissens, das während der Auslösung mit dem Aufblasgas gefüllt wird, definieren. Die Airbagkissenbahnen können aus einem konventionellen Material hergestellt sein und können beschichtet oder unbeschichtet sein.
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11 zeigt ein Beispiel einer Beifahrerseite 100 eines Kraftfahrzeuges. Die Beifahrerseite 100 des Fahrzeuges kann einen Sitz 102 enthalten, welcher ein Sitzkissen 104 und eine Rückenlehne 106 enthält. Gemäß einem Beispiel enthält die Rückenlehne 106 des Weiteren ein Seitenaufprallairbagmodul oder -system 110, das in der Rückenlehne gelagert werden kann und von diesem ausgelöst werden kann, wie die Seite der Rücklehne, wie in 11 gezeigt.
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12 ist eine Profilansicht eines beispielhaften Seitenaufprallairbags 110, welcher in dem Sitz des Fahrzeuges gelagert werden kann und von diesem ausgelöst werden kann, und ist vor dem Falten und Einbau in das Fahrzeug dargestellt. Der Seitenaufprallairbag 110 kann ein Kissen 112, einen Gasgenerator (nicht gezeigt) verbunden mit einer Gasgeneratorkopplung 114 zum Aufblasen des Airbagkissens 112 durch Generierung oder Freisetzung von Aufblasgas enthalten. Das Kissen 112 kann mindestens eine Bahn enthalten, die durch eine Strukturnaht 160, die im Wesentlichen entlang des gesamten Umfang des Airbagkissens 112 verläuft, gekoppelt ist, welche den ungefalteten Bereich des Airbagkissens vor dem Einbau und das ausgelöste Volumen des Airbagkissens gefüllt durch das Aufblasgas während der Auslösung definiert. Die Airbagkissenbahnen können aus konventionellem Material hergestellt und können beschichtet oder unbeschichtet sein wie hierin beschrieben.
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Die hierin beschriebene Strukturnaht kann gestaltet sein, um jede Anzahl von Schichten eines Strukturklebstoffes zu enthalten, der zwischen jeder Anzahl von Bahnen des Airbagkissens gekoppelt ist. Die Schichten (zum Beispiel serielle Schichten) des Strukturklebstoffes können auf beide Bahnen gleichzeitig aufgetragen werden oder die Schichten des Strukturklebstoffes können zuerst auf eine erste Bahn aufgetragen und gekoppelt werden, und dann kann eine zweite Bahn mit der ersten Bahn und dem Strukturklebstoff gekoppelt werden. Die Schichten des Strukturklebstoffes können aus Silikon, Acrylat oder weiterem verwendbarem Material hergestellt sein, das die erforderliche Adhäsion und Festigkeitseigenschaften aufweist. Jede Schicht des Strukturklebstoffes kann ein im Wesentlichen rechtförmigen Querschnitt aufweisen (wie in den Beispielen der 7 und 8 gezeigt) welche eine Oberseite enthält, um an der Innenfläche der äußeren Bahn des Kissens anzuhaften, und eine Unterseite, welche gegenüberliegend zu der Oberseite gestaltet ist, um an der Innenseite der inneren Bahn des Kissens anzuhaften. Die Breite von jeder Schicht des Strukturklebstoffes (das heißt die Länge der Ober- und Unterseiten) kann basierend auf den Festigkeitsanforderungen für den Airbag angepasst werden, wie die Festigkeit, die erforderlich ist, um einen bestimmten inneren Kissendruck und eine schnelle Trennung der Bahnen während der Auslösung auszuhalten. Eine Schicht des Strukturklebstoffes kann nahe zu oder in Kontakt mit einer benachbarten Schicht des Strukturklebstoffes positioniert sein, oder kann so positioniert werden, dass ein Spalt zwischen den benachbarten Schichten des Strukturklebstoffes auftritt. Des Weiteren können die Strukturklebstoffschichten aus unterschiedlichen Stufen von Klebstoff, wie den unterschiedlichen Stufen eines Silikonklebstoffes, hergestellt sein.
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Die Strukturnaht kann gestaltet sein, um mindestens eine Schicht eines Strukturklebstoffes zu enthalten, der zwischen mindestens einer Bahn des Kissens gekoppelt ist. Gemäß einem Beispiel kann die Strukturnaht gestaltet sein, um eine Schicht eines Strukturklebstoffes zu enthalten, die zwischen beliebigen zwei Bahnen des Airbagkissens gekoppelt ist. Die Schichten des Strukturklebstoffes können aus Silikon, Acrylat oder jedem weiteren geeigneten haftfähigen Material hergestellt sein, das die erforderlichen Haftungs- und Festigkeitseigenschaften aufweist. Eine Schicht des Strukturklebstoffes kann jede geeignete Querschnittsform aufweisen, wie im Wesentlichen trapezförmig (wie in dem Beispiel der 9 gezeigt), welche eine Oberseite enthält, um an der Innenfläche einer ersten Bahn des Kissens anzuhaften und eine Unterseite enthält, welche gegenüberliegend zu der Oberseite gestaltet ist, um an der Innenseite einer zweiten Bahn des Kissens anzuhaften. Die Oberseite der Schicht des Strukturklebstoffes kann jeden beliebigen Winkel in Bezug auf die Unterseite der Schicht des Strukturklebstoffes ausbilden, um die Airbagkonfigurationen unterzubringen, wobei die Bahnen durch einen relativen Winkel ausgeglichen werden.
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Der Fachmann wird erkennen, dass die hierin offenbarten Strukturnähte mit dem Strukturklebstoff nicht auf Seitenaufprall- und Seitenvorhangairbags begrenzt sind und zur Verwendung in jedem Airbag gestaltet sein können. Zusätzlich sind die hierin offenbarten Strukturnähte mit Strukturklebstoff gestaltet, um eine hohe Anhaftungseigenschaft zum Koppeln der Airbagbahnen aufzuweisen, selbst wenn die Airbagbahnen mit einem Material beschichtet sind, das einer Anhaftung widersteht. Die Strukturnähte mit dem Strukturklebstoff sind gestaltet, um eine strukturelle Integrität der Naht bereitzustellen, und somit den Bedarf zur Aufnahme von Nahtstichen zu eliminieren, welche von konventionellen Airbags verwendet werden, um das strukturelle Koppeln zwischen den Airbagbahnen bereitzustellen. Die Eliminierung der Nahtstiche eliminiert die Spannungskonzentration, die durch die in den Airbagkissenbahnen durch den Prozess des Nähens ausgebildeten Nadellöcher induziert wird und erlaubt somit eine Reduktion der Masse der Bahnen, was wiederum zu einer Reduzierung von Kosten führt. Somit ermöglicht der Strukturklebstoff ein effizienteres Airbagdesign durch Eliminierung der Spannungskonzentration, die den Nahtbereich der Kissenbahnen schwächt.
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Wie hierin verwendet, sind die Formulierungen „annähernd”, „ungefähr”, „im Wesentlichen” und ähnliche Formulierungen dazu vorgesehen, eine breite Bedeutung in Übereinstimmung mit der durch einen Fachmann, den Gegenstand dieser Offenbarung betreffend, allgemeinen und akzeptierten Verwendung aufzuweisen. Der Fachmann, der diese Offenbarung prüft, sollte verstehen, dass diese Formulierungen dazu vorgesehen sind, eine Beschreibung von bestimmten beschriebenen und beanspruchten Merkmalen ohne eine Beschränkung des Umfanges dieser Merkmale auf die präzise bestimmten numerischen Bereiche zu ermöglichen. Demnach sollten diese Formulierungen als Indikationen von nicht substantiellen oder unbedeutenden Modifikationen oder Veränderungen des beschriebenen und beanspruchten Gegenstandes interpretiert werden und als innerhalb des in den beigefügten Ansprüchen vorgetragenen Umfanges der Erfindung betrachtet werden.
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Es sollte angemerkt werden, dass die hierin verwendete Formulierung „beispielhaft” zur Beschreibung von verschiedenen Ausführungsformen dazu vorgesehen ist, anzugeben, dass solche Ausführungsformen mögliche Beispiele, Darstellungen und/oder Illustrationen von möglichen Ausführungsformen sind (und solch eine Formulierung nicht zur Suggerierung vorgesehen ist, dass solche Ausführungsformen notwendigerweise außergewöhnliche oder superlative Beispiele sind).
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Die hierin verwendeten Formulierungen „gekoppelt”, „verbunden” und ähnliche bedeuten eine direkte oder indirekte Verbindung von zwei Elementen zueinander. Solch eine Verbindung kann stationär (das heißt permanent) oder bewegbar (das heißt, entfernbar oder lösbar) sein. Solche Verbindung kann mit den zwei Elementen oder mit den zwei Elementen und jedem weiteren dazwischen liegenden Element, das einstückig als ein einzelner einheitlicher Körper miteinander oder mit den zwei Elementen und jedem weiteren dazwischen liegenden Element miteinander verbunden sind, bewirkt werden.
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Referenzen hierin zu den Positionen der Elemente (das heißt „oben”, ”unten”, „oberhalb”, „unterhalb” etc.) werden lediglich zur Beschreibung der Orientierung von verschiedenen Elementen in den Figuren verwendet. Es ist anzumerken, dass die Orientierung der verschiedenen Elemente in Bezug zu anderen beispielhaften Ausführungsformen variieren kann und dass solche Variationen vorgesehen sind, von der vorliegenden Offenbarung mit eingeschlossen zu sein.
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Es ist wichtig zu bemerken, dass der Aufbau und die Anordnung der Airbags, wie in den verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen gezeigt, lediglich illustrativ ist. Obwohl nur einige wenige Ausführungsformen im Detail in dieser Offenbarung beschrieben worden sind, wird der Fachmann, der diese Offenbarung prüft, leicht bemerken, dass weitere Modifikationen möglich sind (das heißt Variationen in Größe, Dimension, Struktur, Form und Proportionen der verschiedenen Elemente, Parameterwerte, Befestigungsanordnungen, Verwendung von Material, Farbe, Orientierung etc.), ohne grundlegend von der neuen Lehre und den Vorteilen des hierin beschriebenen Gegenstandes abzuweichen. Zum Beispiel können die einstückig geformten Elemente als vielfache Teile oder Elemente konstruiert werden, die Position der Elemente kann umgekehrt oder anderweitig variiert werden, und die Art oder Zahl der diskreten Elemente oder Positionen kann verändert oder variiert werden. Die Reihenfolge oder Sequenz von jedem Prozess oder Verfahrensschritt kann gemäß alternativer Ausführungsformen variiert oder umgeordnet werden. Andere Substitutionen, Modifikationen, Veränderungen oder Auslassungen können ebenfalls im Design, in den Verfahrensbedingungen und der Anordnung der verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
