DE4224822A1 - Aufblasbarer luftsack - Google Patents
Aufblasbarer luftsackInfo
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Description
Die Erfindung betrifft aufblasbare Luftsäcke (Airbags) zum
Schutz von Fahrzeug-Passagieren für einen eventuellen Unfall,
wobei derartige Luftsäcke aus Gewebe bestehen und dann, wenn
sie aufgeblasen sind, üblicherweise eine linsenförmige Ge
stalt haben oder im Falle eines Passagier-Luftsackes im we
sentlichen zylindrisch sind; derartige Luftsäcke sind in ei
nem Fahrzeug vor dem jeweiligen Passagier verstaut. Derartige
Luftsäcke oder Airbags sind so ausgelegt, daß sie nahezu au
genblicklich und verzögerungsfrei durch eine Gaserzeugung
aufgeblasen werden, wenn ein Unfall stattfindet, und daß sie
sofort wieder beginnen, sich zu entleeren, und zwar in der
Weise, daß sie vorübergehend die Passagiere zurückhalten und
somit verhindern, daß sie dadurch verletzt werden, daß sie
gegen harte Innenflächen des Fahrzeugs geschleudert werden.
Verbunden mit dem Sicherheitsnutzen, den solche Luftsäcke mit
sich bringen, sind auch mögliche schädliche Wirkungen, die
mit dem Aufblasen sowie mit Variationen hinsichtlich der Grö
ßen und Positionen der Fahrzeug-Passagiere zusammenhängen.
Das plötzliche Aufblasen eines Luftsackes kann einen soge
nannten "Luftsackschlag" erzeugen, bei dem ein Teil des Luft
sackes sich dynamisch weiter bewegt, als seine vollständig
aufgeblasene Gestalt in statischem Zustand erwarten läßt, so
daß er mit hoher Geschwindigkeit gegen den Passagier prallt.
Dies geschieht während der ersten 15 bis 20 Millisekunden
nach dem Unfallaufprall und bevor der Luftsack vollständig
aufgeblasen ist. Um dieses Risiko eines "Luftsackschlages" zu
reduzieren, wird derzeit eine Reihe von Systemen verwendet.
Bei einem solchen System sind permanente Halteseile oder Bän
der aus Gurtgewebe oder Textilgewebe ausgebildet und vorgese
hen, und zwar zwischen dem Teil des Luftsackes, der mit dem
Fahrzeug-Passagier in Berührung kommt, und dem Teil des Luft
sackes, der ein enges Loch zur Verbindung mit der Gaserzeu
gungseinrichtung hat, nachstehend als Vorderseite und als
Rückseite des Luftsackes bezeichnet, um dadurch die statische
Gestalt des Luftsackes zu steuern und zu kontrollieren.
Bei einem anderen solchen System sind die Vorderseite und die
Rückseite des Luftsackes mit "Reißnähten" zusammengenäht, die
dann aufgehen, wenn der Luftsack aufgeblasen ist, um seine
Entleerungseigenschaften zu verändern und etwas Energie zu
absorbieren, um dadurch die Geschwindigkeit der Vorderseite
des Luftsackes zu reduzieren. Die bekannten Reißnähte weisen
gerade Reihen von Stichen oder Nähten auf, welche Energie ab
sorbieren und eine Relativ-Verschiebung zwischen der Vorder
seite und der Rückseite des Luftsackes begrenzen, bis sie
plötzlich aufgehen, woraufhin eine Relativ-Bewegung der Teile
ohne jede weitere Rückhaltung auftritt. Ein Passagier-Luft
sack hat sowohl eine Vorderseite als auch eine Rückseite so
wie Seitenteile, von denen einige oder sämtliche mit den er
wähnten Reißnähten miteinander verbunden sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Luftsack mit einem ver
besserten Reißnahtsystem anzugeben, das fortschreitend auf
geht und somit in wesentlich wirksamerer Weise als bisher
Energie absorbiert.
Gemäß der Erfindung hat ein aufblasbarer Luftsack oder Airbag
mindestens eine Reißnaht, die eine Stichführung oder Naht
bzw. Heftung mit einem kurvenreichen Muster besitzt.
Die Komponenten können einfach Vorderseite und Rückseite sein
oder im Falle eines Passagier-Luftsackes eine Vorderseite,
eine Rückseite sowie Seitenteile aufweisen. Die Reißnaht kann
eine Vorderseite mit einer Rückseite bzw. eine Vorderseite
oder eine Rückseite mit einem jeweiligen Seitenteil verbin
den. Alternativ kann eine derartige Reißnaht einen Bereich
einer Vorderseite, einer Rückseite oder eines Seitenteiles
mit einem anderen Bereich derselben Vorderseite oder Rück
seite oder des Seitenteiles verbinden.
Die Länge und die Breite des kurvenreichen oder gewundenen
Musters sind vorzugsweise variabel.
Das kurvenreiche oder gewundene Muster kann ein zinnenförmi
ges Muster einer Rechteckwellenform sein.
Alternativ dazu kann das kurvenreiche oder gewundene Muster
ein Schlangenmuster einer Sinuswellenform sein.
Alternativ dazu kann das kurvenreiche oder gewundene Muster
ein Leitermuster oder ein Pfeilmuster sein, wie es nachste
hend näher erläutert ist.
Das Garn oder der Faden, der bei der Vorderseite des Luftsak
kes verwendet wird, ist vorzugsweise dünner als der, der bei
der Rückseite Verwendung findet.
Das kurvenreiche oder gewundene Muster kann selbstverständ
lich auch Kombinationen von verschiedenen Stichlängen aufwei
sen.
Vorzugsweise ist der bei der Naht bzw. Heftung verwendete
Stich ein Steppstich.
Der Luftsack kann eine Vielzahl von radial verlaufenden Reiß
nähten aufweisen, die in gleichen Winkelabständen voneinander
vorgesehen sind.
Es darf darauf hingewiesen werden, daß die Reißnähte gemäß
der Erfindung in einem relativ kleinen Maßstab kurvenreich
oder gewunden sind, d. h. innerhalb eines Nahtmusters und
nicht in Relation zu einer Vielzahl von Mustern und ihren Po
sitionen. Das gesamte Nahtmuster kann eine geradlinige Form
oder eine andere Form haben, beispielsweise teilkreisförmig
sein. Es ist die kurvenreiche oder gewundene Gestalt des
Stichmusters, also die Tatsache, daß das Nähen in mehr als
einer Richtung in einer kontinuierlichen Linie erfolgt, wel
che die Vorteile der Erfindung mit sich bringt.
Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer
Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausfüh
rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Teiles eines
Luftsackes mit einer Reißnaht herkömmlicher Art;
Fig. 2 eine grafische Darstellung einer charakteristischen
Kraft/Bewegungs-Kurve des herkömmlichen Luftsackes
gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende perspektivische Dar
stellung eines Teiles eines Luftsackes mit einer
Ausführungsform einer Reißnaht gemäß der Erfindung;
Fig. 4 eine der Fig. 2 entsprechende grafische Darstellung
einer charakteristischen Kraft/Bewegungs-Kurve des
Luftsackes gemäß Fig. 3;
Fig. 5 und 6 weitere Ausführungsformen von Reißnähten gemäß der
Erfindung;
Fig. 7 eine Draufsicht auf die Rückseite eines Luftsackes
mit Reißnähten der Ausführungsform gemäß Fig. 5;
Fig. 8 einen Querschnitt durch den Luftsack gemäß Fig. 7;
und in
Fig. 9 eine weitere Ausführungsform einer Reißnaht.
Im folgenden wird zunächst auf Fig. 1 der Zeichnungen Bezug
genommen. Eine Vorderseite 10 und eine Rückseite 12 eines
Luftsackes oder Airbags, die derzeit verwendet werden, sind
mit Reißnähten zusammengenäht, die zwei parallele gerade Rei
hen 14 von Nähten aufweisen. Jede Reihe 14 beginnt im allge
meinen mit einem Abschluß und verwendet einen Polyesterfaden
mit einer Garnnummer, die größer ist als diejenige, die für
die normalen Nähte verwendet wird, mit denen der Luftsack in
seiner Grundausführung zusammengenäht ist.
Fig. 2 zeigt, daß dies keine wirksame Methode ist, um Energie
zu absorbieren, da der Abschluß des Fadens eine hohe Kraft
erfordert, um das Aufgehen einzuleiten, woraufhin die geraden
Reihen 14 der Naht oder Heftung mit einer einfachen Auflösung
aufgehen, woraufhin die Relativ-Bewegung der Teile mit einer
sehr geringen weiteren Einschränkung erfolgt.
Im folgenden wird auf Fig. 3 Bezug genommen. Die Vorderseite
20 und die Rückseite 22 eines Luftsackes gemäß der Erfindung
haben eine Reißnaht, die allgemein mit 24 bezeichnet ist und
eine Stichführung oder Heftung der Naht mit einem kurvenrei
chen oder gewundenen Leitermuster mit "Sprossen" 26 und
"Seitenteilen" 28 aufweist. Fig. 4 zeigt, daß dies zu einer
wesentlich verbesserten Energieabsorption führt, da die kur
venreiche oder gewundene Reißnaht 24 fortschreitend aufgeht,
so daß eine kontinuierliche Beschränkung der Relativ-Bewegung
der Vorderseite und der Rückseite des Luftsackes wirksam ist.
Typische Dimensionen der Reißnaht 24 sind beispielsweise fol
gende:
Abstand der "Leitersprossen"|20 mm | |
Abstand der "Leiterseiten" | 15 mm |
Stichmuster | 3 bis 4 pro cm |
Garnwert | 20 Nm |
Garnmaterial | Nylon |
In Abhängigkeit von dem verwendeten Luftsackgewebe können
auch andere Garnmaterialien verwendet werden, wie z. B. Poly
amid, Polyester, Aramid, Polyolefin, Polyvinylalkohol, Poly
ethylen, Acryl, Polyurethan, Kohlenstoff, Glas, Keramik, Me
tall und elastische Materialien mit alternativen metrischen
Werten 6, 10, 12, 15, 18, 20, 30 und 40 Nm.
Fig. 5 zeigt eine andere Form der Reißnaht, die allgemein mit
dem Bezugszeichen 30 bezeichnet ist und eine Stichführung
oder Heftung mit einem kurvenreichen zinnenförmigen Muster in
Rechteckwellenform aufweist, wobei parallele Bereiche 32 mit
quer verlaufenden Bereichen 34 verbunden sind. Die parallelen
Bereiche 32 können in der dargestellten Weise alle die glei
che Länge oder aber verschiedene Längen haben.
Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Reißnaht 40,
die eine Stichführung oder Heftung mit einem kurvenreichen
schlangenförmigen Muster mit einer Sinuswellenform aufweist.
Die Muster gemäß Fig. 5, 6 und 9 sind insbesondere geeignet
für CNC-Nähmaschinen.
Die Fig. 7 und 8 zeigen einen Luftsack mit einer Vorderseite
50 und einer Rückseite 52 mit einem engen Loch 54, das von
einem Befestigungsflansch 56 für einen nicht dargestellten
Gasgenerator umgeben ist. Die Vorderseite 50 und die Rück
seite 52 sind mit vier radial verlaufenden Reißnähten 58 zu
sammengenäht, und zwar mit einem Muster gemäß Fig. 5, wobei
sie um 90° voneinander beabstandet sind. Andere Anordnungen
derartiger Reißnähte an dem Luftsack sind ebenfalls möglich.
Fig. 9 zeigt eine weitere modifizierte Ausführungsform der
Reißnaht gemäß der Erfindung. Die Reißnaht weist zwei im all
gemeinen parallele Linien von Nähten oder Heftungen 60 auf,
die sich an einer Stelle 62 treffen. Letztere bildet einen
"Reißinitiator" und reduziert erheblich die erforderliche An
fangskraft, um die Reißaktion zu starten. Damit wird eine
Reißbeschädigung hinsichtlich des Gewebes verringert. Die
beiden Nähte 60 gewährleisten, daß eine ausreichende Menge
Energie während des Reißens absorbiert wird. Die Heftungen
bzw. Stiche 60 brauchen keine geraden Linien zu sein, das
"kurvenreiche" Element wird von dem Bereich 64 gebildet, der
an der Stelle 62 endet. Die Naht wird vorzugsweise in einem
Durchgang genäht, beginnend an dem rechten Ende (bei der Dar
stellung gemäß Fig. 9) von einer der Heftungen 60, durch die
Stelle 62 hindurch und zurück längs der anderen Heftung oder
Naht 60. Damit wird eine unangebrachte Schwächung des Gewebes
aufgrund von zwei Sticheintrittsstellen bei 62 verhindert.
Diese Reißnaht wird als "Pfeil"-Muster bezeichnet. Die Muster
der kurvenreichen oder gewundenen Reißnähte sind variabel, so
daß die Energieabsorption und die Aufblaseigenschaften der
Luftsäcke mit verschiedenen Gestalten, Größen, Geweben und
dergleichen optimiert werden können.
Die Muster können auch Kombinationen von verschiedenen Stich
oder Heftungslängen aufweisen. Beispielsweise kann die
Stichlänge der quer verlaufenden Bereiche 34 in Fig. 5 drei
bis vier Stiche pro cm betragen, während in den parallelen
Bereichen 32 gemäß Fig. 5 zwei Stiche pro cm vorgesehen sein
können, wobei aber jede Stichlänge zwischen 1 und 6 pro cm
verwendet werden kann.
Das Garnmaterial und die Garnstärke sollten für das verwen
dete Luftsackgewebe geeignet sein, um das Gewebe im Falle des
Aufblasens nicht zu beschädigen. Wenn man an der Vorderseite
des Luftsackes ein Garn verwendet, das um etwa 10 Nm dünner
ist als das, welches auf seiner Rückseite verwendet wird, so
wird das Aufblasen ein kontrolliertes Aufbrechen oder Reißen
des dünneren Fadens bewirken. Die gerissenen Enden des dünne
ren Garnes werden von dem dickeren Garn zur Innenseite des
Luftsackes gezogen, so daß verhindert wird, daß irgendwelche
losen Enden in Richtung des Passagiers geschleudert werden.
Garn und Gewebe vom gleichen Typ unterstützen dabei die Wie
derverwendbarkeit.
Kurvenreiche oder gewundene geheftete Reißnähte können mit
gleichem Nutzen sowohl bei genähten Luftsäcken als auch bei
solchen Luftsäcken verwendet werden, die in einem Stück ge
webt sind.
Die Vorteile der oben beschriebenen und dargestellten kurven
reichen und gewundenen Nähte umfassen weniger lokalisierte
Beanspruchungen in dem Luftsackgewebe und somit eine gerin
gere Beschädigungsgefahr für das Luftsackgewebe; Energieab
sorption, die fortschreitend, reproduzierbar und steuerbar
längs entsprechender Koordinaten erfolgen kann; weiterhin
einen besseren Schutz für den Passagier gegenüber dem
"Luftsackschlag" und dem Herumfliegen von losen Enden des
Garnes bzw. Fadens.
Bei den Nähten gemäß der Erfindung wurden statische Zugunter
suchungen durchgeführt, um durchschnittliche Kräfte sowie von
den Nähten absorbierte Energien zu messen. Die Meßdaten sind
nachstehend tabellarisch zusammengefaßt:
Dynamische Versuchstests wurden ebenfalls bei einer Vielfalt
von fahrerseitig montierten Luftsäcken mit Reißnähten durch
geführt, um sie mit Standards zu vergleichen. Die Kontaktge
schwindigkeit der Gewebevorderseite zu einem potentiellen
Passagier wurde analysiert, und die Daten sind nachstehend
tabellenförmig zusammengefaßt:
Art des Luftsacks | |
Kontaktgeschwindigkeit (km/h) | |
*) Herkömmliche Technologie (beschichtet mit Bändern) | |
60 | |
unbeschichtet und ohne Bänder | 120 |
unbeschichtet mit Rechteckwellen-Reißnaht | 58 |
unbeschichtet mit Sinuswellen-Reißnaht | 80 |
unbeschichtet mit Pfeilform-Reißnaht | 50 |
Bei sämtlichen Reißnähten wurde die gleiche obere und untere
Fadenkonfiguration verwendet, und die Testbedingungen waren
in jedem Fall die gleichen.
Aus den vorstehenden Darlegungen ergibt sich, daß die Erfin
dung die Kontaktgeschwindigkeit eines unbeschichteten Luft
sackes ohne innere Bänder auf einen Wert verringert, der ver
gleichbar ist mit der weitaus komplizierteren und kostspieli
geren herkömmlichen Technologie, bei der interne Haltebänder
an bestimmten Orten angenäht sind und das Luftsackgewebe be
schichtet ist.
Claims (14)
1. Aufblasbarer Luftsack, der mindestens eine Reißnaht
(24, 30, 40, 58, 60) aufweist, die eine Heftung mit ei
nem kurvenreichen oder gewundenen Muster aufweist.
2. Luftsack nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zumindest eine Reißnaht (24, 30, 40, 58, 60)
eine Vorderseite (20, 50) des Luftsackes mit einer Rück
seite (22, 52) verbindet.
3. Luftsack nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zumindest eine Reißnaht (24, 30, 40, 58, 60)
eine Vorderseite oder eine Rückseite des Luftsackes mit
einem entsprechenden Seitenteil verbindet.
4. Luftsack nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zumindest eine Reißnaht (24, 30, 40, 58, 60)
einen Teil einer Vorderseite, einer Rückseite oder eines
Seitenteiles des Luftsackes mit einem anderen Teil der
selben Vorderseite oder Rückseite oder desselben Seiten
teils verbindet.
5. Luftsack nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Länge und die Breite des gewundenen oder kurven
reichen Musters variabel sind.
6. Luftsack nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das kurvenreiche, gewundene Muster ein zinnenförmi
ges Muster mit Rechteckwellenform ist (Fig. 5).
7. Luftsack nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das gewundene Muster ein Schlangenmuster mit Sinus
wellenform ist (Fig. 6).
8. Luftsack nach einem der Ansprüche l bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das gewundene Muster ein Leitermuster oder ein
pfeilförmiges Muster ist (Fig. 3, Fig. 9).
9. Luftsack nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der auf der Vorderseite (20, 50) des Luftsackes ver
wendete Faden vorzugsweise dünner ist als der auf der
Rückseite (22, 25).
10. Luftsack nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das gewundene, kurvenreiche Muster Kombinationen von
verschiedenen Stichlängen umfaßt.
11. Luftsack nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Art der verwendeten Stichführung oder Heftung
ein Steppstich ist.
12. Luftsack nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß er eine Vielzahl von radial verlaufenden Reißnähten
aufweist, die in gleichen Winkelabständen voneinander
vorgesehen sind.
13. Luftsack nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vielzahl von Reißnähten sowohl winkelmäßig als
auch/oder radial symmetrisch beabstandet sind.
14. Luftsack nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vielzahl von Reißnähten nicht symmetrisch beab
standet sind.
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ID=10699041
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