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Die Erfindung betrifft einen Gassack für eine Inssassen-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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Die
DE 198 30 149 A1 und das deutsche Gebrauchsmuster
DE 297 11 904 zeigen einen Gassack mit einer Wandung aus einem unbeschichteten Gewebe, bei dem auf der im aufgeblasenen Zustand des Gassacks der Fahrgastzelle abgewandten Innenfläche der Wandung ein wärmeabbauendes Mittel in Form von in Kett- oder Schussrichtung verlaufenden, lang flottierenden Kunststofffäden vorgesehen ist, die in das Gewebe eingebettet sind.
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Das deutsche Gebrauchsmuster
DE 91 04 141 U betrifft ein Bauteil aus einem ausgehärtet verharzten Abstandsgewebe aus technischen Fasern wie Glasfaser oder Keramikfaser mit einer ersten und zweiten Lage, die flüssigkeitsdicht sind und über Zwischenstege beabstandet sind, wobei in das Abstandsgewebe eingezogene leitfähige Fäden wechselnd zwischen den Lagen verlaufen.
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Das deutsche Gebrauchsmuster
DE 93 15 978 zeigt ein lichtabsorbierendes dekoratives Textilmaterial aus einem Doppelgewebe, Doppelgewirk oder Doppelgestrick, dessen eine Schicht überwiegend aus tiefgefärbten Garnen besteht und dessen andere Schicht aus hellen Garnen besteht, wobei eine Verbindung zwischen den Gewebeschichten durch zwischen den Schichten wechselweise hin und hergeführten Kett- oder Schussfäden gebildet ist.
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Aus der
EP 0 465 610 B1 ist ein Gaskissen bekannt, bei dem zwei übereinander liegende Gewebezuschnitte längs ihres Umfangsrandes durch gegenseitiges Verweben eines Nahtrandes miteinander verbunden und mindestens die in einer Fadenrichtung ausgerichteten Seitenbereiche zur Erhaltung einer bauchigen Form geschrumpft sind, wobei die Gewebezuschnitte im Mittelbereich verbindende Stützfäden vorgesehen sind, die stärker als die Fäden es übrigen Gewebes sind und zwischen den Gewebezuschitten flottieren können.
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Bei dem aus der
DE 299 16 700 U1 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 gemäß Anspruch 1 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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Erfindungsgemäß sind die frei flottierenden Fadenabschnitte der Opferfäden unterschiedlich lang ausgebildet. Hierdurch wird ein besonders guter Schutz der Fäden in den dauerhaft miteinander verwobenen Gewebeabschnitten bei unterschiedlichen oder nacheinander auftretenden Belastungsspitzen erreicht. Die Länge der frei flottierenden Fadenabschnitte nimmt 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 befüllt 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 Aufblasen 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 angeordneten 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.