DE4224822C2 - Aufblasbarer Luftsack - Google Patents
Aufblasbarer LuftsackInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen aufblasbaren Luftsack, der min
destens eine Reißnaht aufweist. Ein derartiger Luftsack wird
in zunehmendem Maße auch als Airbag bezeichnet.
Derartige aufblasbare Luftsäcke dienen zum Schutz von Fahr
zeug-Passagieren bei einem eventuellen Unfall, wobei solche
Luftsäcke aus Gewebe bestehen und dann, wenn sie aufgeblasen
sind, eine geeignete Form haben, beispielsweise linsenförmig,
rund oder zylinderförmig ausgebildet sind. Solche Luftsäcke
sind in einem Fahrzeug vor dem jeweiligen Passagier verstaut.
Derartige Luftsäcke sind so ausgelegt, daß sie nahezu augen
blicklich und verzögerungsfrei durch eine Gaserzeugung aufge
blasen werden, wenn ein Unfall stattfindet, und daß sie so
fort wieder beginnen, sich zu entleeren, und zwar in der Wei
se, daß sie den jeweiligen Passagier vorübergehend zurückhal
ten und somit verhindern, daß der Passagier sich dadurch ver
letzt, daß er gegen harte Innenflächen eines Fahrzeugs ge
schleudert wird.
Mit dem Sicherheitsnutzen, den solche Luftsäcke mit sich
bringen, sind aber auch mögliche schädliche Wirkungen verbun
den, die mit dem Aufblasen sowie mit Variationen hinsichtlich
der Größe und der Position des jeweiligen Fahrzeug-Passagiers
zusammenhängen.
Das plötzliche Aufblasen eines Luftsacks kann einen sogenann
ten "Luftsackschlag" erzeugen, bei dem ein Teil des Luftsac
kes sich dynamisch weiter bewegt, als seine vollständig auf
geblasene Gestalt in statischem Zustand erwarten läßt, so daß
er mit hoher Geschwindigkeit gegen einen Passagier prallt.
Dies geschieht während der ersten 15 bis 20 Millisekunden
nach einem Unfallaufprall und bevor der Luftsack vollständig
aufgeblasen ist. Um dieses Risiko eines "Luftsackschlages" zu
reduzieren, werden derzeit verschiedene Methoden angewendet.
Bei einem solchen System sind permanente Halteseile oder Bän
der aus Gurtgewebe oder Textilgewebe ausgebildet und vorgese
hen, und zwar zwischen dem Teil des Luftsacks, der mit dem
Fahrzeug-Passagier in Berührung kommt, und dem Teil des Luft
sacks, 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 Luftsacks 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. In diesem Zusammenhang gibt es
verschiedene Bauformen.
Aus der nicht vorveröffentlichten DE 41 24 506 A1 mit älterem
Zeitrang ist ein aufblasbares Aufprallschutzkissen bekannt,
bei dem eine Reißnaht vorgesehen ist, welche das sich beim
Aufblasen vorverlagernde Kissenoberteil mit dem an einem fe
sten Fahrzeugteil befestigten Kissenunterteil verbindet. Dies
verhindert ohne die Verwendung von Fangbändern eine strahlar
tige Vorverlagerung von Teilen des Kissenoberteiles, insbe
sondere eines der Gaszuströmungsöffnung im Kissenunterteil
gegenüberliegenden Mittenbereiches. Die Reißnähte können da
bei geradlinig oder bogenförmig ausgebildet sein.
Aus der DE 27 22 551 A1 ist ein aufblasbares Aufprallschutz
kissen für Insassen eines Kraftfahrzeuges bekannt, wobei ein
Teil des Schutzkissens durch eine bogenförmig ausgebildete
Naht abgetrennt ist, so daß ein bestimmter Teil des Luftsac
kes erst dann aufgeblasen wird, wenn diese Reißnaht geborsten
ist.
Aus der dazugehörigen DE 29 44 319 A1 ist ein aufblasbares
Aufprallschutzkissen bekannt, das eine ähnliche Konstruktion
aufweist und bei dem ein Teil des Schutzkissens durch eine
Reißnaht von dem übrigen Teil abgetrennt ist. Auf diese Weise
werden dort zwei Kammern nacheinander aufgeblasen. Die Lini
enführung der Reißnaht ist dabei geradlinig zur Abtrennung
der beiden Abteile.
Die DE 25 18 477 A1 beschreibt eine Sicherheitseinrichtung in
Form eines Luftsackes, wobei sich im Randbereich des Luft
sacks eine Reißnaht befindet. Diese Reißnaht ist dort in der
Weise angeordnet, daß ein Teil des in dem Luftsack einge
schlossenen Druckgases aus dem Luftsack durch die Aufreiß
stelle entweichen kann, wenn diese geöffnet ist. Die Linien
führung der Reißnaht ist dort geradlinig vorgesehen.
Die DE 25 42 764 A1 gibt eine weitere Sicherheitseinrichtung
für Fahrzeuge in Form eines Luftsacks an, wobei in der Wand
des Luftsacks Ausströmöffnungen vorgesehen sind, die sich bei
Überdruck selbsttätig öffnen. Die Ausströmöffnungen bestehen
dabei aus Schlitzen, die in der Behälterwand angebracht sind,
und die mit Vernähungen oder Reißnähten verschlossen sind,
welche beim Erreichen einer vorgegebenen Zugspannung aufrei
ßen, um die Ausströmöffnungen freizugeben. Die Schlitze über
den Ausströmöffnungen sind dabei kreuzförmig oder überlappt
mit Reißnähten vernäht. Außerdem ist das Behälterwandmaterial
im Bereich der Schlitze verstärkt oder doppellagig ausge
führt.
Weiterhin ist aus der DE 38 18 185 C1 ein Aufprallschutzkis
sen bekannt, bei dem die Reißnähte die im Bereich der Auf
reißfalte aneinanderliegenden Verbindungsnähte zwischen dem
Mittelteil und zwei Seitenteilen eines derartigen Luftsacks
verbinden. Die Reißnähte können dabei unsymmetrisch angelegt
sein und/oder mit Fäden unterschiedlicher Reißkraft ausge
führt werden, um auf diese Weise das Aufreißen der Reißnähte
in gewisser Weise zu steuern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Luftsack der
in Rede stehenden Art anzugeben, bei dem das Reißnahtsystem
beim Aufblasen des Luftsacks im Betrieb fortschreitend auf
geht und damit in besonders wirksamer Weise kontinuierlich
Energie absorbiert, um Verletzungen eines Fahrzeugpassagiers
zu vermeiden, der in einer Unfallsituation einem solchen
Luftsack ausgesetzt ist.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, einen aufblasbaren
Luftsack anzugeben, der mindestens eine Reißnaht aufweist und
der dadurch gekennzeichnet ist, daß die jeweilige Reißnaht
wellenförmig oder zinnenförmig mit einer Vielzahl von aufein
anderfolgenden Wellen bzw. Zinnen ausgebildet ist, so daß die
wirkende Aufreißkraft an der Reißnaht abwechselnd längs und
quer zu den Wellen bzw. Zinnen angreift.
Bei einer speziellen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Luftsacks ist vorgesehen, daß die zumindest eine Reißnaht die
Vorderseite des Luftsacks mit seiner Rückseite verbindet.
Bei einer anderen speziellen Ausführungsform des erfindungs
gemäßen Luftsacks ist vorgesehen, daß die zumindest eine
Reißnaht die Vorderseite oder die Rückseite des Luftsacks mit
einem entsprechenden Seitenteil verbindet.
Bei einer weiteren speziellen Ausführungsform des erfindungs
gemäßen Luftsacks ist vorgesehen, daß die zumindest eine
Reißnaht einen Teil der Vorderseite, der Rückseite oder eines
Seitenteils des Luftsacks mit einem anderen Teil derselben
Vorderseite oder derselben Rückseite oder desselben Seiten
teils verbindet.
In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Luftsacks ist vorgese
hen, daß die Reißnaht Rechteckwellenform bzw. Sinuswellenform
hat.
In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Luftsacks ist vorgese
hen, daß die Länge und die Breite der wellenförmigen oder
zinnenförmigen Reißnaht variabel sind.
In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Luftsacks ist vorgese
hen, daß der auf der Vorderseite des Luftsacks verwendete Fa
den der Reißnaht vorzugsweise dünner ist als der auf der
Rückseite.
In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Luftsacks ist vorgese
hen, daß die Reißnaht unterschiedliche Stichlängen aufweist.
In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Luftsacks ist vorgese
hen, daß die Reißnaht mit einem Steppstich genäht ist.
Mit dem erfindungsgemäßen aufblasbaren Luftsack wird die Auf
gabe zufriedenstellenderweise gelöst. Aufgrund der Tatsache,
daß die wirkende Aufreißkraft an der Reißnaht abwechselnd in
Längsrichtung und in Querrichtung zu den einzelnen Wellen
bzw. Zinnen angreift, erfolgt ein besonders kontrolliertes
Aufreißen, da beim Reißen der Reißnaht diese nicht schlagar
tig vollständig geöffnet wird. Vielmehr wirkt die Aufreiß
kraft immer wieder auf Bereiche der Reißnaht, die quer zu der
Aufreißkraft verlaufen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von
Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegen
den 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 Reißnaht oder Heftung mit einer einfachen Auf
lösung aufgehen, so daß 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
die eine Stichführung oder Heftung der Reißnaht mit einer
Vielzahl von aufeinanderfolgenden Wellen bzw. Zinnen auf
weist, die "Sprossen" 26 und "Seitenteile" 28 besitzt.
Fig. 4 zeigt, daß dies zu einer wesentlich verbesserten Ener
gieabsorption führt, da die mit Wellen bzw. Zinnen ausgebil
dete Reißnaht 24 fortschreitend aufgeht, so daß eine kontinu
ierliche Beschränkung der Relativ-Bewegung der Vorderseite
und der Rückseite des Luftsackes wirksam ist. Typische Dimen
sionen der Reißnaht 24 sind beispielsweise folgende:
Abstand der "Leitersprossen": 20 mm
Abstand der "Leiterseiten": 15 mm
Stichmuster: 3 bis 4 pro cm
Garnwert: 20 Nm
Garnmaterial: Nylon.
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,
Metall 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 einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Zin
nen in Rechteckwellenform aufweist, wobei parallele Bereiche
32 mit quer verlaufenden Bereichen 34 verbunden sind. Die pa
rallelen Bereiche 32 können in der darstellten Weise alle die
gleiche Länge oder aber verschiedene Längen haben.
Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Reißnaht 40,
die eine Stichführung oder Heftung mit einer Vielzahl von
Wellen mit einer Sinuswellenform aufweist, die ein schlangen
förmiges Muster bildet.
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 Rücksei
te 52 sind mit vier radial verlaufenden Reißnähten 58 zusam
mengenäht, und zwar mit einem Muster gemäß Fig. 5, wobei sie
um 90° voneinander beabstandet sind. Andere Anordnungen der
artiger 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 Men
ge Energie während des Aufreißens absorbiert wird. Die
Heftungen bzw. Stiche 60 brauchen selbstverständlich keine
geraden Linien zu sein, der wellenförmige oder zinnenförmige
Bereich ist in dem Bereich 64 vorgesehen, der an der Stelle
62 endet. Die Reißnaht wird vorzugsweise in einem Durchgang
genäht, beginnend an dem rechten Ende bei der Darstellung ge
mäß Fig. 9 von einer der Heftungen 60, durch die Stelle 62
hindurch und zurück längs der anderen Heftung oder Reißnaht
60. Damit wird eine unangebrachte Schwächung des Gewebes auf
grund von zwei Sticheintrittsstellen bei 62 verhindert. Eine
derartige Reißnaht wird auch als Pfeil-Muster bezeichnet. Die
Muster der wellenförmigen oder zinnenförmigen Reißnähte sind
variabel, so daß die Energieabsorption und die Aufblaseigen
schaften 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 Zentimeter vorgese
hen sein können, wobei aber jede Stichlänge zwischen 1 und 6
pro cm verwendet werden kann.
Das Garnmaterial und die Garnstärke sollten für das verwende
te 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.
Die jeweilige, wellenförmig oder zinnenförmig ausgebildete
Reißnaht kann mit gleichem Nutzen sowohl bei genähten Luft
säcken als auch bei solchen Luftsäcken verwendet werden, die
in einem Stück gewebt sind.
Die Vorteile der oben beschriebenen wellenförmigen oder zin
nenförmigen Reißnähte umfassen folgende: weniger lokalisierte
Beanspruchungen in dem Luftsackgewebe und somit eine geringere
Beschädigungsgefahr für das Luftsackgewebe; Energieabsorp
tion, die fortschreitend, reproduzierbar und steuerbar längs
entsprechender Koordinaten erfolgen kann; weiterhin einen
besseren Schutz für den Passagier gegenüber dem "Luftsack
schlag" und dem Herumfliegen von losen Enden des Garnes bzw.
Fadens, aus dem die Reißnaht besteht.
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 (9)
1. Aufblasbarer Luftsack, der mindestens eine Reißnaht
aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die jeweilige Reißnaht wellenförmig (40) oder zinnen
förmig (30, 58) mit einer Vielzahl von aufeinanderfolgen
den Wellen bzw. Zinnen ausgebildet ist, so daß die wir
kende Aufreißkraft an der Reißnaht abwechselnd längs und
quer zu den Wellen bzw. Zinnen angreift.
2. Luftsack nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zumindest eine Reißnaht (30, 40, 58) die Vorder
seite (20, 50) des Luftsacks mit seiner Rückseite (22, 52)
verbindet.
3. Luftsack nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zumindest eine Reißnaht (30, 40, 58) die Vorder
seite oder die Rückseite des Luftsacks mit einem entspre
chenden Seitenteil verbindet.
4. Luftsack nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zumindest eine Reißnaht (30, 40, 58) einen Teil
der Vorderseite, der Rückseite oder eines Seitenteils des
Luftsacks mit einem anderen Teil derselben Vorderseite
oder derselben Rückseite oder desselben Seitenteils ver
bindet.
5. Luftsack nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Reißnaht Rechteckwellenform bzw. Sinuswellenform
hat.
6. Luftsack nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Länge und die Breite der wellenförmigen oder zin
nenförmigen Reißnaht variabel sind.
7. Luftsack nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der auf der Vorderseite (20, 50) des Luftsacks verwen
dete Faden der Reißnaht vorzugsweise dünner ist als der
auf der Rückseite (22, 52).
8. Luftsack nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Reißnaht unterschiedliche Stichlängen aufweist.
9. Luftsack nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Reißnaht mit einem Steppstich genäht ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4224822A1 DE4224822A1 (de) | 1993-01-28 |
DE4224822C2 true DE4224822C2 (de) | 2002-03-21 |
Family
ID=10699041
Family Applications (1)
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DE19924224822 Expired - Fee Related DE4224822C2 (de) | 1991-07-26 | 1992-07-27 | Aufblasbarer Luftsack |
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GB (1) | GB9116188D0 (de) |
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Legal Events
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
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