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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Airbag und insbesondere
auf einen Airbag der Art, worin eine innere Gaszufuhrleitung im
Airbag bereitgestellt wird, wobei die Gaszufuhrleitung so angepasst
ist, dass sie mit einem Gasgenerator verbunden ist und Öffnungen
in ihren Wänden
aufweist, um Gas in einzelne aufblasbare Bereiche oder Kammern innerhalb
des Airbags zu führen.
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Es
wurde vorgeschlagen, einen Airbag bereitzustellen, der eine Vielzahl
von aufblasbaren Bereichen oder Kammern aufweist, die mit Gas aus
einem Gasgenerator versorgt werden können. Ein Beispiel für einen
solchen Airbag ist ein so genannter "aufblasbarer Vorhang", der so angepasst ist, dass er im Fahrzeugdach über den
Fahrzeugtüröffnungen montiert
werden kann, und er ist auch so angepasst, dass er sich im Falle
eines Unfalls so entfaltet, dass er nahe an den in der Tür gebildeten
Fensteröffnungen
liegt und auf diese Weise einen Schutzvorhang zwischen dem Fahrzeuginsassen
und der Fahrzeugseite bildet. Aufblasbare Vorhänge dieser Art stellen einen
Schutz für
den Fahrzeuginsassen im Falle eines Seitenaufpralls oder in einer Überschlagssituation
dar.
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US-6,199,898 B (worauf
der Oberbegriff von Anspruch 1 basiert) offenbart eine Sicherheitsvorrichtung
dieser Art, worin der aufblasbare Vorhang aus einem aufblasbaren
Element gebildet ist, das in eine Vielzahl von aufzublasenden Bereichen
oder Kammern geteilt ist. Es wird ein innerer Gaszufuhrkanal bereitgestellt.
Dieser Gaszufuhrkanal ist in seiner ganzen Länge mit kreisförmigen Öffnungen
versehen, die in der Kanalwand gebildet sind, durch die Gas aus
dem Kanal in die aufzublasenden Bereiche oder Kammern des aufblasbaren
Elements strömen kann.
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Für die wichtigsten
Stoffteile des Airbags sowie auch für den inneren Gaszufuhrkanal
aus Stoff ist es üblich,
dass sie aus einem großen
Stoffbogen oder einer Stoffrolle ausgeschnitten werden in der Art,
dass der Stoff maximal ausgenutzt wird, so dass ein Minimum an Abfällen entsteht.
Dies schließt
gewöhnlich
ein, dass der Stoff, der den Gaszufuhrkanal bilden soll, so ausgerichtet
wird, dass entweder die Kett- oder die Schussfäden des Stoffes parallel zur Längsachse
des zu bildenden Gaszufuhrkanals verlaufen. Der innere Stoffgaszufuhrkanal
wird einfach gebildet, indem ein längerer Stoffstreifen genommen und
so gefaltet wird, dass die gegenüberliegenden Kanten
zusammengebracht werden, wobei diese gegenüberliegenden Kanten zwischen
den benachbart liegenden Kanten der Stoffschichten, die den Hauptteil
des aufblasbaren Vorhangs ausmachen, eingeführt werden. Die übereinander
liegenden Kanten werden zusammengenäht.
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Wird
Gas in den Zufuhrkanal geleitet, wird innerhalb des Zufuhrkanals
ein wesentlicher Druck erzeugt, der eine Spannung an den Absteppnähten aufbauen
kann.
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1,
die aus schematischen Gründen
bereitgestellt wird, zeigt ein Element des Stoffes 1 mit senkrecht
zueinander verlaufenden Kett- und Schussfäden. Eine Stepplinie 2 wird
bereitgestellt, die an einer Art der Fäden ausgerichtet ist. 1 stellt
die Situation dar, bevor Spannung an der Absteppnaht 2 aufgebaut
wird, wie von den Pfeilen 3 angezeigt. Wird Spannung in
dieser Art an der Absteppnaht 2 aufgebaut, kann ein „Fadenzug"- oder „Kämm"-Effekt beobachtet
werden, wobei die Spannung an den Absteppnähten 2 dazu dient,
einige der Fäden
zu komprimieren und so einen Zwischenraum 4 zu lassen,
worin nur eine Art Fäden
vorhanden ist. In einem Umfeld, in dem von einem Stoff erwartet wird,
dass er gasundurchlässig
bleibt, ist dies klar unerwünscht.
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Es
muss verstanden werden, dass effektiv Spannung an den Absteppnähten aufgebaut
werden kann, die den oben beschriebenen Gaszufuhrkanal in Position
halten, was zu dem oben beschriebenen „Fadenzug"- oder „Kämm"-Effekt führen kann.
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Wenn
Gas in den Gaszufuhrkanal geleitet wird, steigt der Druck im Gaszufuhrkanal
schnell an und der Gaszufuhrkanal wird aufgeblasen und nimmt eine
zylindrische Form an. Da ein sehr hoher Druck im Gaszufuhrkanal
herrschen wird, wirkt eine große Kraft
auf entweder die Kett- oder Schussfäden des Stoffes. 3 stellt
ein Element des Stoffes 5 dar, wo eine sehr substantielle
Spannung an den Kettfäden 6 aufgebaut
wird, wie durch die Pfeile 7 schematisch angezeigt wird.
Ist die Spannung groß genug,
reißen die
Kettfäden 6 einfach
und der Stoff zerreißt,
wie in 4 gezeigt wird. Dies wiederum, ist klar unerwünscht.
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Die
vorliegende Erfindung strebt an, einen verbesserten Airbag bereitzustellen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Airbag bereitgestellt, wobei der Airbag aus zwei übereinander
gelagerten Stoffschichten besteht, die zwischen den Schichten mindestens
einen aufblasbaren Bereich definieren, wobei sich ein Gaszufuhrkanal
in den Airbag erstreckt, wobei der Gaszufuhrkanal mit mindestens
einer Öffnung
darin versehen ist, wodurch das Gas in den mindestens einen aufblasbaren Bereich
des Airbags strömen
kann, wobei der Gaszufuhrkanal eine längliche Form besitzt und aus
einem Stoff mit sich kreuzenden Kett- und Schussfäden gebildet
ist, wobei die Kett- und Schussfäden
des Stoffes in einem Winkel von 30° und 60° zur Achse des Gaszufuhrkanals
geneigt sind.
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Vorzugsweise
sind die Kett- und Schussfäden
in einem Winkel von 40° bis
50° zur
Achse des Gaszufuhrkanals geneigt.
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Vorteilhafterweise
sind die Kett- und Schussfäden
in einem Winkel von 45° zur
Achse des Gaszufuhrkanals geneigt.
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Vorzugsweise
ist der Abstand zwischen den Kettfäden gleich dem Abstand zwischen
den Schussfäden.
Auf diese Weise ergeben die Fäden
ein symmetrisches Muster und die Anzahl der Kettfäden in einem
abgemessenen Bereich (wie 1 cm2) ist gleich der
Anzahl der Schussfäden.
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Zweckmäßigerweise
wird der Gaszufuhrkanal mit kreisförmigen Öffnungen darin versehen.
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Alternativ
wird der Gaszufuhrkanal mit ungleichförmigen Öffnungen darin versehen.
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Vorteilhafterweise
ist der Gaszufuhrkanal aus einem einzelnen länglichen Stoffelement gebildet,
welches so gefaltet ist, dass dessen gegenüberliegende Kanten übereinander
gelagert sind, wobei die übereinander
gelagerten Kanten durch Absteppen aneinander befestigt sind.
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Zweckmäßigerweise
nimmt der Airbag die Form eines aufblasbaren Vorhangs an, wobei
der Airbag eine Vielzahl von aufblasbaren Bereichen definiert, worin
der Gaszufuhrkanal so angeordnet ist, dass er sich an einer Seitenkante
entlang erstreckt, wobei der Gaszufuhrkanal mit Öffnungen versehen ist, um Gas
in jeden der aufblasbaren Bereiche zuführen zu können.
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Damit
die Erfindung besser verstanden wird und weitere Merkmale davon
erkannt werden können,
wird die Erfindung nun beispielhaft unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, in denen:
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1 eine
schematische Ansicht eines Stoffelements mit einer Stepplinie ist,
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2 eine
schematische Ansicht in Übereinstimmung
mit 1 ist, die den Stoff darstellt, nachdem Spannung
an der Stepplinie aufgebaut wurde,
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3 eine
schematische Darstellung eines Stoffelements unter Spannung ist,
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4 eine
schematische Ansicht in Übereinstimmung
mit 3 ist, die den Stoff nach dem Zerreißen darstellt.
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5 eine
schematische Darstellung eines Airbags gemäß der Erfindung ist,
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6 eine
Schnittansicht auf der Linie VI-VI der 5 ist,
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7 eine
vergrößerte Ansicht
eines Teils der 5 ist,
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8 eine
vergrößerte Ansicht
eines Teils der 7 ist, die den Airbag vor dem
Aufblasen darstellt.
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9 eine
Ansicht in Übereinstimmung
mit 8 ist, die den Airbag nach dem Aufblasen darstellt,
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10 eine
Ansicht in Übereinstimmung
mit 8 ist, die eine modifizierte Ausführungsform
der Erfindung vor dem Aufblasen des Airbags zeigt,
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11 eine
Ansicht in Übereinstimmung
mit 10 ist, die den Airbag aus 10 nach
dem Aufblasen darstellt,
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12 eine
schematische Ansicht eines mit einer Stepplinie versehenen Stoffelements,
worauf Spannung aufgebaut werden soll, ist,
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13 eine
schematische Ansicht in Übereinstimmung
mit 12 ist, die den Stoff nach dem Aufbau der Spannung
darstellt.
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14 eine
schematische Ansicht des Stoffs, auf den die Spannung aufgebaut
wird, ist und
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15 eine
schematische Ansicht des Stoffes aus 14 ist,
nachdem die Spannung aufgebaut wurde.
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Die 1 bis 4 sind
weiter oben beschrieben und werden hier nicht mehr im Detail erläutert.
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Wendet
man sich nun den 5 bis 7 zu, wird
ein Airbag gemäß der vorliegenden
Erfindung in Form eines so genannten aufblasbaren Vorhangs 10 dargestellt.
Der aufblasbare Vorhang 10 wird aus zwei übereinander
gelagerten Stoffschichten 11 und 12 von ähnlicher äußerer Form
gebildet. Die Stoffschichten 11, 12 sind miteinander
durch Nähte 13 verbunden,
die die aufblasbaren Bereiche 14, 15, 16 definieren.
Einer dieser aufblasbaren Bereiche 14 ist durch Nähte 17 in
aufblasbare Kammern unterteilt, welche die Stoffschichten 11, 12 im
Bereich des aufblasbaren Bereiches 14 miteinander verbinden.
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An
einem Ende der unteren Kante des aufblasbaren Vorhangs 10 wird,
wie in 5 gezeigt, eine vorstehende Lasche 18 bereitgestellt,
die so angepasst ist, dass sie mit einem Ankerpunkt an einem Fahrzeug
verbunden werden kann. Am anderen Ende der unteren Kante des aufblasbaren
Vorhangs 10 wird eine im Allgemeinen dreieckige Erweiterung 19 bereitgestellt,
die ebenfalls so angepasst ist, dass sie mit einem Ankerpunkt an
dem Fahrzeug verbunden werden kann. Die obere Kante 20 des
aufblasbaren Vorhangs 10 ist mit einer Vielzahl von Montageösen 21 mit Öffnungen
versehen, mittels derer der aufblasbare Vorhang 10 innerhalb
des Kraftfahrzeugs montiert werden kann.
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Ein
innerer Gaszufuhrkanal 22 länglicher Form, der sich nahe
der oberen Kante 20 des aufblasbaren Vorhangs 10 erstreckt,
ist bereitgestellt. Der Gaszufuhrkanal 22 ist aus einem
einzelnen Stoffelement länglicher
Form gebildet, das an seiner Achse gefaltet ist, so dass dessen
gegenüberliegende Seitenkanten
im Wesentlichen übereinander
gelagert sind. Die Seitenkanten des Stoffs des Gaszufuhrkanals werden
zwischen die übereinander
gelagerten oberen Seitenkanten der Stoffschichten 11 und 12 des
aufblasbaren Vorhangs 10 eingeführt und die vier übereinander
gelagerten Kanten sind durch Absteppnähte 23 miteinander
verbunden (siehe 6). Der unterste Teil des Gaszufuhrkanals 22 ist
mit Öffnungen 24 versehen,
die in den Teilen des Gaszufuhrkanals bereitgestellt sind, die sich über die
aufblasbaren Bereiche 14, 15, 16 des
aufblasbaren Vorhangs 10 erstrecken.
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Bei
Einsatz des aufblasbaren Vorhangs 10 wird Gas durch den
Gaszufuhrkanal 22, der aufgeblasen wird, geleitet, und
das Gas passiert die im Gaszufuhrkanal 22 gebildeten Öffnungen 24 in
die aufblasbaren Bereiche 14, 15, 16,
um diese Bereiche des aufblasbaren Vorhangs 10 dazu zu
bringen, sich aufzublasen. So wie bisher beschrieben, weist der aufblasbare
Vorhang 10 konventionelle Merkmale auf.
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In
dem aufblasbaren Vorhang 10 der vorliegenden Erfindung
ist der Gaszufuhrkanal 22 jedoch aus einem Stoff gebildet,
bei dem die Kett- und Schussfäden
nicht an der Achse des Gaszufuhrkanals ausgerichtet sind. Stattdessen
sind die den Gaszufuhrkanal 22 bildenden Kett- und Schussfäden jeweils
in einem Winkel bezogen auf die Kanalachse geneigt. Der Winkel kann
im Bereich von 30° bis
60° oder
40° bis
50° liegen,
es wird jedoch ein Winkel von 45° bevorzugt.
Selbstverständlich
ist in einer solchen bevorzugten Anordnung jeder der Kett- und Schussfäden in einem
Winkel von 45° relativ
zur Achse des Gaszufuhrkanals 22 geneigt. Die Fäden ergeben
ein symmetrisches Muster, da die Anzahl der Kettfäden in einem
abgemessenen Bereich (wie 1 cm2) gleich der
Anzahl der Schussfäden
ist. Somit ist der Abstand zwischen den Kettfäden gleich dem Abstand zwischen
den Schussfäden.
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8 ist
eine vergrößerte Ansicht
eines Teils des Gaszufuhrkanals 22 gemäß der Erfindung, der eine darin
gebildete Öffnung 24 sowie
die sich kreuzenden Kett- und Schussfäden, von denen jeder in einem
Winkel relativ zur Achse des Gaszufuhrkanals 22 geneigt
ist, zeigt.
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Beim
Aufblasen des aufblasbaren Vorhangs 10, wird die Öffnung 24 dazu
tendieren, ihre Form zu verändern
und die Öffnung 24 kann
wie in 9 gezeigt ist, beim Aufblasen des aufblasbaren
Vorhangs eine im Wesentlichen quadratische Form annehmen. Es wurde
herausgefunden, dass die Öffnung 24 in
ihrer quadratischen Konfiguration eine Fläche aufweisen kann, die im
Wesentlichen größer ist
als die Fläche
der anfänglichen
kreisförmigen Öffnung 24.
Die Vergrößerung der
Fläche
kann im Bereich von 20% bis 30% liegen und kann in vielen Fällen 27%
betragen. Die maximale Fläche
der rechteckigen Öffnung, wie
in 9 gezeigt, die von der in 8 gezeigten kreisförmigen Öffnung abgeleitet
ist, kann nur von den die kreisförmige Öffnung umgebenden
Kett- und Schussfäden
begrenzt werden, die in keinem Fall geschnitten sind, um die Öffnung zu
bilden.
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Es
ist wünschenswert,
eine relativ große
vom Gaszufuhrkanal 22 in die verschiedenen aufblasbaren
Bereiche 14, 15, 16 des aufblasbaren
Vorhangs 10 führende Öffnung zu
haben, die aufgeblasen werden müssen,
um den maximalen Gasstrom zu sichern und um ein schnelles Aufblasen
des aufblasbaren Vorhangs 10 zu sichern.
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10 stellt
eine weitere Ausführungsform der
Erfindung dar, worin eine Öffnung 25 in
dem Gaszufuhrkanal bereitgestellt ist, wobei die Öffnung 25 eine
unregelmäßige Form
aufweist. Es muss anerkannt werden, dass sich die Öffnung bei
einer Öffnung 25 dieser
Form wiederum effektiv beim Aufblasen verformen kann, um eine Größe und Konfiguration
aufzuweisen (in 11 dargestellt), die von den ungeschnittenen
Kett- und Schussfäden
gebunden wird, die sich nahe der Öffnung 25 erstrecken.
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Jede
Art von Öffnungen
kann im Gaszufuhrkanal bereitgestellt werden, und tatsächlich kann, wenn
dies gewünscht
ist, eine rechteckige oder "Diamant"-förmige Öffnung mit
an den Kett- und Schussfäden
ausgerichteten Seiten bereitgestellt werden.
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Es
muss anerkannt werden, dass in Ausführungsformen der Erfindung
die Absteppnaht 23, welche den Gaszufuhrkanal an den Stoffschichten 11 und 12 des
aufblasbaren Vorhangs befestigt, sich in einem Winkel von 45° zu den den Gaszufuhrkanal 22 bildenden
Kett- und Schussfäden
erstreckt.
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Wendet
man sich nun 12 zu, wird ein Abschnitt des
Stoffes 26 mit einer Reihe von Absteppnähten 27 gezeigt. Die
Absteppnaht 27 erstreckt sich in einem Winkel von 45° zu jedem
der Kettfäden
und jedem der Schussfäden
des Stoffes 26. Die Absteppnaht 27 wird (durch
die Pfeile 28) gezeigt, wie sie einer nach unten drückenden
Kraft ausgesetzt ist, und somit stellt die 12 effektiv
eine Situation dar, die mit der in 1 dargestellten übereinstimmt,
wie weiter oben erläutert.
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Wirkt
die nach unten drückende
Kraft auf die Absteppnaht 27, wie von den Pfeilen 28 gezeigt, kann
die Absteppnaht 27 keinen wesentlichen "Fadenzug"- oder „Kämm"-Effekt aufweisen und somit präsentiert
sich der Stoff 26 nach der Krafteinwirkung auf die Absteppnaht 27 im
in 13 gezeigten Zustand, mit keiner sichtbaren Verformung
der Stofffäden.
Es muss somit anerkannt werden, dass ein Gaszufuhrkanal, in dem
die den Gaszufuhrkanal bildenden Kett- und Schussfäden nicht
an der den Gaszufuhrkanal befestigenden Absteppnaht ausgerichtet sind,
wesentliche Vorteile bietet.
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Wendet
man sich nun 14 zu, wird ein Element des
Stoffes 29 dargestellt, worin sich die Kett- und Schussfäden kreuzen,
wobei der Stoff einer Kraft ausgesetzt wird, wie durch die Pfeile 30 gezeigt, die
dazu tendiert, eine Spannung in dem Stoff aufzubauen. Die Spannungslinie
ist weder an den Kett- noch an den Schussfäden ausgerichtet. Die Kett-
und Schussfäden
kreuzen die Spannungslinie in einem Winkel von ca. 45°.
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Als
Folge der einwirkenden Kraft ändert
sich der Neigungswinkel zwischen den Kett- oder Schussfäden, aber
die Fäden
reißen
nicht. Die Fäden
zeigen effektiv einen Effekt, der beobachtet werden kann, wenn ein
Flechtschlauch aufgeblasen wird. Der Schlauch kann anfangs eine
Konfiguration haben, in der die Fäden einen vorbestimmten Kreuzungswinkel aufweisen.
Beim Aufblasen des Schlauches kann sich der Kreuzungswinkel der
Fäden ändern, um
eine Vergrößerung des
Schlauchdurchmessers zuzulassen, während er dazu tendiert, die
Länge des
Schlauches zu verringern.
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In
jedem Fall ist zu beobachten, dass, wenn ein Gaszufuhrkanal einer Ausführungsform
der Erfindung aufgeblasen und eine Spannung am Stoff aufgebaut wird,
nur ein minimales Risiko besteht, dass der Stoff reißt, was
auf die Neigung der Kett- und Schussfäden zur Achse des Gaszufuhrkanals
zurückzuführen ist.
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In
der vorliegenden Patentschrift bedeutet „umfasst" „weist
auf oder besteht aus" und „umfassend" meint „aufweisend
oder bestehend aus".