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Die
Erfindung betrifft einen Gassack für eine Insaassen- Rückhalteeinrichtung
in Fahrzeugen mit einer ersten und einer zweiten Gewebelage, die
einander gegenüberliegen
und in wenigstens einem Gewebeabschnitt durch einstückiges Verweben
dauerhaft miteinander verbunden sind, und mit Opferfäden, die
nahe des Gewebeabschnitts angeordnet sind und die im Rückhaltefall
reißen.
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Bei
dem bekannten Kopf-Seitengassack, der sich von der A-Säule eines
Fahrzeugs bis zur C-Säule
erstreckt, sind die Umfangsränder
der Gewebelagen durch einstückiges
Verweben dauerhaft miteinander verbunden. Darüber hinaus ist das Gassackvolumen
durch Trennwände
in mehrere Kammern unterteilt, die unterschiedlich schnell aufgeblasen werden
können.
Die Trennwände
sind ebenfalls durch einstückiges
Verweben der einander gegenüberliegenden
Gewebelagen gebildet. Nahe der Trennwände oder des Umfangsrandes
sind die Gewebelagen in kleinen punktförmigen oder auch linienförmigen Bereichen
durch einstückiges
Verweben von wenigstens einem Kett- und/oder Schußfaden so miteinander
verbunden, daß dieser
Faden einen Opferfaden bildet, der im Rückhaltefall, beim Betrieb des Gassacks,
reißt.
Aufgrund des Innendrucks im Gassack beim Aufblasen, beim Eintauchen
des zu schützenden
Insassen in den Gassack oder bereits beim Entfalten werden die Opferfäden zerstört. Auf
diese Weise soll eine einfache Anpassung der Gassackgeometrie, der
Strömungsverhältnisse
innerhalb des Gassacks und eine Herabsetzung der Fadenbelastung
in den dauerhaft verwobenen Abschnitten erreicht werden.
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Die
Fäden in
den dauerhaft verwobenen Abschnitten der Gewebelagen sind jedoch
gerade beim ersten Druckstoß während des
Aufblasens oder beim Auftreffen des Fahrzeuginsassen auf den aufgeblasenen
Gassack sehr hohen Belastungen ausgesetzt. Die punktförmig vor
den verwobenen Gewebeabschnitten, d.h. den Umfangsrändern oder
den Trennwänden,
miteinander verwobenen Kett- oder Schutzfäden bieten in diesem Fall nur
einen eingeschränkten
Schutz. Wenn diese Kett- oder Schutzfäden reißen, entstehen außerdem Löcher in
der Luftsackhülle,
so daß die
Rückhaltewirkung
des Gassacks nachteilig beeinflußt werden kann.
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Die
Erfindung schafft demgegenüber
einen Gassack, bei dem durch einfache und kostengünstige Maßnahmen
ein verbesserter Schutz des Gassackgewebes in den einstückig miteinander
verwobenen Gewebeabschnitten, insbesondere der Trennwände und
der Umfangsränder,
beim Auftreten von Belastungsspitzen erreicht wird und gleichzeitig
die Gefahr einer Beschädigung
der Gassackhülle
verringert ist. Erfindungsgemäß wird hierzu
ein Gassack für
eine Insassen-Rückhalteeinrichtung
in Fahrzeugen bereitgestellt, mit einer ersten und einer zweiten Gewebelage,
die einander gegenüberliegen
und in wenigstens einem Gewebeabschnitt durch einstückiges Verweben
dauerhaft miteinander verbunden sind, und mit Opferfäden, die
nahe des Gewebeabschnitts angeordnet sind und die im Rückhaltefall
reißen,
der dadurch gekennzeichnet ist, daß jeder der Opferfäden durch
einen Faden gebildet ist, der aus der ersten Gewebelage austritt
und unter Bildung eines zwischen den Gewebelagen frei flottierenden
Fadenabschnitts in die zweite Gewebelage eintritt.
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Mit
den Opferfäden
des erfindungsgemäßen Gassacks
werden die einander gegenüberliegenden Gewebelagen
im Bereich nahe der Trennwände
bzw. der Umfangsränder
so miteinander verbunden, daß sich
beim Aufblasen des Gassacks zunächst
ein definierter Abstand zwischen den Gewebelagen einstellen kann.
Dies wird dadurch erreicht, daß die
Opferfäden
zwischen den Gewebelagen eine Fadenlose in Form eines frei flottierenden
Fadenabschnitts aufweisen. Die frei flottierenden Opferfäden können webtechnisch
in einfacher Weise dadurch hergestellt werden, daß einzelne
Kett- oder Schußfäden an einer
vorbestimmten Stelle aus ihrer Gewebelage austreten und in die gegenüberliegende
Gewebelage übergeführt werden.
Durch diese Webtechnik kann sich also eine „freie" Fadenlänge im Gassackvolumen zwischen
den beiden Gewebelagen ausbilden, die keiner der Gewebelagen zugeordnet
ist, während die
Kett- oder Schußfäden bis
zu ihrem Austritt aus der ersten Gewebelage und nach ihrem Eintritt
in die zweite Gewebelage einen integralen Bestandteil der Gewebelagen
bilden. Die Länge
des so gebildeten frei flottierenden Fadenabschnitts läßt sich
durch eine entsprechende Abstimmung der Austritts- und Eintrittsstellen
in die jeweiligen Gewebelagen und die Fadenführung genau definieren. Damit
ist es auch möglich,
die Opferfäden
mit einer abgestuften freien Fadenlänge auszubilden, wodurch ein
Ausgleich von mehreren nacheinander auftretenden Belastungsspitzen
erreicht werden kann. Da aufgrund der Belastung der Fäden durch
solche Belastungsspitzen die Rißstelle
meist in der Mitte des frei flottierenden Fadenabschnitts auftritt,
bilden sich zudem keine Löcher
in den zugeordneten Gewebelagen. Im Gegensatz zu den punktförmig miteinander
verbundenen Kett- oder Schußfäden des
aus dem Stand der Technik bekannten Gassacks behindern die erfindungsgemäß mit einem
frei flottierenden Fadenabschnitt ausgebildeten Opferfäden des
erfindungsgemäßen Gassacks
auch nicht die Gasströmung
im Gassack. Da zur Herstellung der Opferfäden mit dem frei flottierenden
Fadenabschnitt keine zusätzlichen
Bauteile oder Komponenten, sondern lediglich verfahrenstechnische Änderungen
erforderlich sind, läßt sich der
erfindungsgemäße Gassack
auch besonders kostengünstig
realisieren. So kann die Bildung der frei flottierenden Fadenabschnitte
beispielsweise durch Einlegen von Abstandsstücken zwischen die Gewebelagen
während
des Webvorgangs erfolgen.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind die frei flottierenden Fadenabschnitte der Opferfäden unterschiedlich
lang ausgebildet. Hierdurch wird ein besonders guter Schutz der
Fäden in
den dauerhaft mit einander verwobenen Gewebeabschnitten bei unterschiedlichen oder
nacheinander auftretenden Belastungsspitzen erreicht. Ganz besonders
bevorzugt nimmt die Länge der
frei flottierenden Fadenabschnitte in Richtung auf den zu schützenden
Gewebeabschnitt ab. Dadurch kann die Belastung der Fäden in dem
Gewebeabschnitt zielgerichtet und stufenweise abgebaut werden.
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Der
dauerhaft einstückig
miteinander verwobene Abschnitt der Gewebelage kann erfindungsgemäß Teil einer
Trennwand oder eines Umfangsrandes sein. Insbesondere können die
Opferfäden
mit dem frei flottierenden Fadenabschnitt vor denjenigen Bereichen
der Trennwand oder der Umfangsränder angeordnet
sein, die stromabwärts
einer Hauptströmungsrichtung
des in den Gassack eintretenden Gases liegen und daher besonders
hohen Belastungen ausgesetzt sind. Üblicherweise sind auch die
Endabschnitte der Trennwände
von den Opferfäden
mit den frei flottierenden Fadenabschnitten umgeben, da in diesem
Bereich die Gefahr einer Beschädigung
der miteinander verwobenen Gewebelagen am größten ist.
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Schließlich kann
die Fadenstärke
der Opferfäden
im frei flottierenden Fadenabschnitt so gewählt werden, daß eine vorbestimmte
Reißfestigkeit
des Opferfadens eingestellt wird und der Faden bis zum Riß ein annähernd elastisches
Verhalten zeigt. Mit dieser einfachen Maßnahme können auch Belastungen der Fäden im verwobenen
Gewebeabschnitt unterhalb der zum Reißen der Opferfäden führenden Belastungsspitzen
gut abgefangen werden.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug
genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Gassacks in Form eines
großflächigen ABC-Gassacks,
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2 eine
vergrößerte Ansicht
eines einstückig
verwobenen Gewebeabschnitts mit in der Nähe des Gewebeabschnitts angeordneten
Opferfäden
in Draufsicht; und
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3 eine
Schnittansicht des Gewebeabschnitts aus 2.
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In 1 ist
eine Gassack-Schutzeinrichtung mit einem großflächigen ABC-Gassack 3 in aufgeblasenem
Zustand dargestellt, der bei einem Unfall die Seitenscheiben eines
Fahrzeugs auf einer Fahrzeugseite vollständig abdeckt und als Kopfschutz
für die Front-
und die Heckinsassen wirkt. Mit D ist der Dachrahmen des Fahrzeugs
bezeichnet. Der Gassack 3 ist aus zwei gegenüberliegenden
Gewebelagen gebildet, die mit den Bezugszeichen 5 und 6 bezeichnet
sind, wobei in 1 die untere Gewebelage 6 von
der oberen Gewebelage 5 überdeckt ist. Die beiden Gewebelagen 5, 6 sind
unter Verwendung des Jaquard-Webverfahrens längs des Umfangsrandes 7 miteinander
einstückig
verwoben. Die Gewebelagen bestehen jeweils aus Kett- und Schußfäden 29 bzw. 30;
wobei die aus 1 ersichtliche Ausrichtung dieser
Fäden in
Längs-
und Hochrichtung des Gassackkörpers
rein exemplarisch und daher nicht auf die gezeigte Ausrichtung beschränkt ist.
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Über eine Öffnung 9 am
oberen Rand des Gassacks 3 ist eine Gaslanze 10 eingeschoben,
die nur mit unterbrochenen Linien dargestellt ist, da sie nicht
Teil des Gassacks ist. Über
die Gaslanze 10 wird Gas im Bereich des gesamten oberen
Randes des Gassacks in diesen eingeleitet. Der Gassack 3 hat
mehrere Kammern 11, 13, 15, 17 und 19,
die mit Gas aus einem Gasgenerator 20 befällt werden.
Die Kammern sind voneinander durch Trennwände 21, 23, 25 und 27 getrennt.
Die Trennwände 21 bis 27 stellen
keine separaten Teile dar, sondern sind ebenfalls durch einstückiges Verweben
der Gewebelagen 5, 6 gebildet.
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Unmittelbar
an die Ganzlanze 10 angrenzend sind ferner zwei durch einstückiges Verweben dauerhaft
miteinander verbundene Gewebeabschnitte 37 und 39 vorgesehen,
die Durchgangsöffnungen 41 umgeben.
Mit Hilfe von hier nicht dargestellten Befestigungsschrauben, die
durch die Durchgangsöffnungen 41 geführt werden,
kann der Gassack 3 am Dachrahmen D befestigt werden.
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In
der Nähe
der Trennwände 21 bis 27 sowie nahe
des Umfangsrandes 7 sind Opferfäden 43 angeordnet,
die in 1 durch Punkte dargestellt sind. Die Opferfäden 43 befinden
sich in einem im wesentlichen ringförmigen Bereich um die in 1 unteren Enden
der Trennwände 21 bis 27 sowie
vor einem in 1 oberen Bereich der Trennwände 23 und 27,
die in die Gewebeabschnitte 37 und 39 übergehen
und die stromabwärts
der Hauptströmungsrichtung
des aus der Gaslanze ausströmenden
Gases angeordnet sind. Außerdem
sind vor dem Umfangsrand 7 im Bereich der Kammer 15 im
wesentlichen linienförmig angeordnete
Opferfäden 43 vorgesehen,
da die Kammer 15 großflächig ist
und aufgrund der Strömungsverhältnisse
im Gassack besonders schnell befüllt
wird. Somit ist im Bereich dieser Kammer beim Auflasen des Gassacks
mit hohen Belastungen des dauerhaft verwobenen Gewebeabschnitts
im Umfangsrand 7 zu rechnen.
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Die
Anordnung und Ausbildung der Opferfäden 43 ist in den 2 und 3 näher dargestellt.
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2 zeigt
einen Ausschnitt der Kammern 17 und 19 mit der
Trennwand 27, die an ihrem unteren Ende 45 verbreitert
und dadurch verstärkt
ist. Die Trennwand 27 und das untere Ende 45 sind
durch einstückiges
Verweben eines Abschnitts der oberen Gewebelage 5 und der
unteren Gewebelage 6 (1) gebildet.
Das untere Ende 45 der Trennwand 27 endet in einem
Abstand zum Umfangsrand 7, so daß Gas aus der Kammer 19 in
die Kammer 17 des Gassacks 3 überströmen kann. Am Durchgang von der
Kammer 19 zur Kammer 17 zwischen dem unteren Ende 45 der
Trennwand 27 und dem Umfangsrand 7 treten üblicherweise
sehr hohe Belastungen der miteinander verwobenen Gewebeabschnitte
auf. Daher sind erfindungsgemäß Opferfäden 43 vorgesehen,
die in etwa ringförmig
um das untere Ende 45 der Trennwand 27 angeordnet
sind, sowie in etwa linienförmig
längs eines
Teils des Umfangsrandes 7 verlaufen. Die Ausrichtung der
Kett- und Schußfäden 29, 30 in
den Gewebelagen 5, 6 ist wie in 1 exemplarisch
angegeben.
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Aus 3 ist
zu erkennen, daß die
Opferfäden 43 jeweils
aus einem einzelnen Schußfaden 30, 30' der oberen
Gewebelage 5 bzw. der unteren Gewebelage 6 gebildet
sind, der aus der jeweiligen Gewebelage austritt, und unter Bildung
eines frei flottierenden Fadenabschnitts 47, der im Gassackvolumen zwischen
den Gewebelagen 5 und 6 verläuft, in die jeweils gegenüberliegende
Gewebelage eintritt. Der Abstand zwischen der Austrittsstelle des
Schußfadens 30 aus
der oberen Gewebelage 5 und der Eintrittsstelle des aus
der unteren Gewebelage 6 kommenden Schußfadens 30' in die obere
Gewebelage 5 ist so gewählt,
daß ein
möglichst
geringer Fadenverlust in der Gewebelage eintritt und die Gewebelage damit
ihre Dichtigkeit behält.
Entsprechendes gilt für die
Eintritts- und Austrittsstellen der Schußfäden 30, 30' in die bzw.
aus der unteren Gewebelage 6. Ggf. kann aber auch eine
Folie vorgesehen sein, die im Bereich der Opferfäden von außen auf die Gewebelagen aufgebracht
wird, um die Dichtigkeit des Gassackgewebes in diesem Bereich sicherzustellen.
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In 3 ist
weiter zu erkennen, daß die
Länge des
freien Fadenabschnitts 47 der Opferfäden 43 in Richtung
auf den einstückig
verwobenen Gewebeabschnitt am unteren Ende 45 der Trennwand 27 abnimmt.
Durch diese abgestufte Ausbildung der Länge der freien Fadenabschnitte 47 kann
die auf die Fäden in
dem hinter den Opferfäden
angeordneten Gewebeabschnitt, beispielsweise im unteren Ende 45 der Trennwand 27 oder
im Umfangsrand 7, einwirkende Energie stufenweise abgebaut
werden. Hierdurch wird ein wirksamer Schutz der verwobenen Gewebeabschnitte
gegen die nacheinander im Gassackvolumen auftretenden Druckspitzen
beim Aufblasen des Gassacks und beim Eintauchen des Fahrzeuginsassen
in den Gassack erreicht.
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Über die
Auswahl der Fadenstärke
der Opferfäden 43 im
frei flottierenden Fadenabschnitt 47 kann außerdem eine
vorbestimmte Reißfestigkeit und
ein im wesentlichen elastisches Verhalten bis zum Riß der Opferfäden durch Überschreiten
der Reißkraft
eingestellt werden. Durch diese Maßnahme wird ein zusätzlicher
Abbau von Energie bereits vor dem Riß der Opferfäden erreicht.
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Anstelle
der Schußfäden 30 können auch
die Kettfäden 29 als
Opferfäden
dienen. Da der frei flottierende Fadenabschnitt 47 der
Opferfäden 43 eine Entfernung
der Gewebelagen 5, 6 voneinander zuläßt, behindern
die einzelnen Opferfäden
die Strömung
innerhalb des Gassacks nicht. Das Gas kann zwischen den einzelnen,
frei flottierenden Fadenabschnitten 47 der Opferfäden 43 hindurchströmen und zu
einer schnellen Entfaltung des Gassacks 3 führen.
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Im
Rückhaltefall
wird über
einen im Fahrzeug angeordneten Beschleunigungssensor der Gasgenerator 20 aktiviert
und Gas über
die Gaslanze 10 dem Gassack 3 zugeführt. Bei
dem in 1 gezeigten Gassack befüllt das Gas zunächst die
Kammern 11, 15 und 19, da zu diesen Kammern
die kürzeste
Strömungsverbindung
besteht. Außerdem
wird das Gas entlang der Trennwände 21, 23, 25 und 27 geführt und
kann über
die zwischen den Kammern 11, 15 und 19 einerseits
sowie den Kammern 13 und 17 andererseits bestehenden
Strömungsverbindungen
in die Kammern 13 und 17 eintreten, bis der Gassack vollständig entfaltet
und aufgeblasen ist.
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Bei
diesem Aufblas- und Entfaltungsvorgang treten insbesondere in den
unteren Bereichen der Trennwände 21 bis 27,
die am Strömungsdurchgang zwischen
den Kammern 11 bis 19 liegen, hohe Zugbelastungen
auf. Diese Zugbelastungen werden wirksam durch die Opferfäden 43 abgebaut,
die in etwa ringförmig
um die entsprechenden Abschnitte der Trennwände 21 bis 27 angeordnet
sind. Die Opferfäden 43 setzen
der Entfaltung des Gassacks 3 und damit der Entfernung
der Gewebelagen 5 und 6 voneinander einen Widerstand
entgegen, so daß die bei
diesem Vorgang auftretende Belastung nicht unmittelbar auf die miteinander
verwobenen Abschnitte der Trennwände 21 bis 27 wirken
kann. Gleichzeitig tritt eine mehr oder weniger elastische Dehnung
der freien Fadenabschnitte 47 ein, wodurch Energie abgebaut
wird. Beim Überschreiten
der Reißfestigkeit des
freien Fadenabschnitts 47 der Opferfäden 43 reißen diese
auf, wobei die Rißstelle
meist in der Mitte des freien Fadenabschnitts 47 auftritt.
Durch die stufenweise abnehmende Länge des freien Fadenabschnitts 47 der
Opferfäden 43 in
Richtung auf die einstückig
miteinander verwobenen Gewebeabschnitte, z.B. die Trennwände 21 bis 27,
wird auch die auf die Fäden
einwirkende Belastung stufenweise abgebaut. Dies bedeutet, daß die am
weitesten von dem miteinander verwobenen Gewebeabschnitt entfernten
Fadenabschnitte 47 vor den näher angeordneten Fadenabschnitten
reißen,
so daß diese
näher an geordneten
Fadenabschnitte 47 nach dem Abbau einer ersten Belastungsspitze
noch erhalten bleiben. Beim Auftreten einer weiteren Belastungsspitze,
beispielsweise beim Eintauchen des Fahrzeuginsassen in den Gassack 3,
können
diese noch intakten Opferfäden 43 den
verwobenen Gewebeabschnitt wirksam schützen. Zusätzlich kann über die
Fadenstärke
des freien Fadenabschnitts 47 die Reißfestigkeit beeinflußt und damit
ein annähernd
elastisches Verhalten der Opferfäden 43 beim
Aufblasvorgang eingestellt und zusätzlich Energie abgebaut werden.