Ventileinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung für ein Medium, insbesondere für ein gasförmiges Medium eines Airbags, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie einen Airbag für einen Kraftwagen mit einer solchen Ventileinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9.

Aus dem Serienkraftwagenbau bekannt sind Schutzeinrichtungen für Kraftwagen, welche zumindest einen Airbag, also einen Gassack, umfassen. Im Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Kraftwagens muss sich dieser Airbag schnell entfalten und mit Luft füllen, um Insassen des Kraftwagens abzustützen und vor einem Aufschlag auf Bauteile im Inneren des Kraftwagens zu schützen.

Es ist bekannt, dass diese Airbags beispielsweise einen großen Luftsack aufweisen, welcher aufgeblasen werden muss und in dem aufgeblasenen Zustand ein sehr großes Volumen einnimmt.

Des Weiteren ist bekannt, dass Airbags eine Art Fachwerkstruktur aufweisen, welche beispielsweise aus einer Mehrzahl von Röhrenelementen gebildet ist. Auch diese Airbags müssen aufgeblasen werden, indem die Röhrenelemente mit Luft befüllt werden. Dabei ist die genannte Fachwerkstruktur beispielsweise mit einer Textilhülle verkleidet, wodurch ein von der Fachwerkstruktur sowie von dieser Textilhülle begrenzter Innenraum gebildet ist. In diesem Innenraum muss ebenso Luft eindringen, um die Insassen des Kraftwagens sehr gut abstützen zu können.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventileinrichtung für ein Medium, insbesondere für ein gasförmiges Medium eines Airbags, sowie einen Airbag für einen Kraftwagen bereitzustellen, welche ein schnelles Durchströmen bzw. Einströmen des Mediums ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch eine Ventileinrichtung für ein Medium, insbesondere für ein gasförmiges Medium eines Airbags, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch einen Airbag für einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen

Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Eine erfindungsgemäße Ventileinrichtung für ein Medium, insbesondere für ein gasförmiges Medium eines Airbags, umfasst eine Textillage, insbesondere ein Gewebe, welche wenigstens eine Durchtrittsöffnung aufweist, die in einer Schließstellung der Ventileinrichtung von einem korrespondierenden Textillagenbereich zumindest im

Wesentlichen verschlossen ist und in einer zumindest temporären Durchlassstellung der Ventileinrichtung zumindest bereichsweise geöffnet ist.

Dadurch ist die Ventilfunktion der Ventileinrichtung in die Textillage integriert, wodurch zusätzliche Ventilelemente oder dergleichen nicht vonnöten sind. Die erfindungsgemäße Ventileinrichtung ermöglicht es damit, dass eine besonders große Menge bzw. Masse des Mediums, insbesondere Luft, in besonders kurzer Zeit durch sie hindurch strömen kann, was im Falle eines Einsatzes der erfindungsgemäßen Ventileinrichtung im

Zusammenhang mit dem genannten Airbag ein besonders schnelles Entfalten und damit eine besonders schnelle Volumenvergrößerung des Airbags, beispielsweise durch ein Aufblasen desselbigen mit Luft, ermöglicht.

Wie bereits eingangs ausgeführt, resultiert aus der besonders schnellen Entfaltung und damit aus einer besonders schnellen Aktivierung des Airbags ein besonders großer Schutz für Insassen eines Kraftwagens mit einem solchen Airbag, da der Airbag in besonders kurzer Zeit ein besonders großes Volumen einnehmen und damit die Insassen in einem besonders großen Bereich abstützen und vor einem Aufprall auf Bauteile in einem Inneren des Kraftwagens schützen kann.

An dieser Stelle sei erwähnt, dass die Ventileinrichtung sowohl bei Airbags einsetzbar ist, welche einen großen Luftsack umfassen, der komplett mit dem Medium beaufschlagt, also aufgeblasen, werden muss und in dem aufgeblasenen Zustand ein relativ großes Volumen einnimmt. Insbesondere möglich ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Ventileinrichtung im Zusammenhang mit einem so genannten Fachwerkbag, welcher einen Airbag darstellt, der im Wesentlichen eine Fachwerkstruktur aufweist. Diese Fachwerkstruktur ist durch Volumenelemente, beispielsweise in ihren Volumina veränderbare und gegebenenfalls miteinander fluidisch kommunizierende Röhrenelemente gebildet, welche im Falle einer unfallbedingten Beaufschlagung des Kraftwagens ähnlich wie der erstgenannte Airbag aufgeblasen werden, wodurch sie sich entfalten. Der Vorteil dieses Fachwerkbags besteht nun darin, dass das Gesamtvolumen der Volumenelemente, welche mit dem Medium beaufschlagt, also beispielsweise aufgeblasen, werden müssen, kleiner ist als das Volumen des erstgenannten Airbags mit dem großen, zusammenhängenden Luftsack. Das Volumen im Innenraum des

Kraftwagens allerdings, das der Fachwerkbag in seinem aufgeblasenen Zustand einnimmt, ist zumindest gleich wenn nicht größer als das Volumen, das der erstgenannte Airbag mit dem großen Luftsack in dem Innenraum einnimmt. Dies liegt daran, dass die Fachwerkstruktur in ihrem aufgeblasenen Zustand und damit in dem aufgeblasenen Zustand des Fachwerkbags einen Innenraum begrenzt, der mindestens genauso groß sein kann wie das Volumen, das der erstgenannte Airbag mit dem zusammenhängenden Luftsack in seinem aufgeblasenen Zustand einnimmt. Dieser von der Fachwerkstruktur begrenzte Innenraum muss nun nicht zwangsläufig bzw. nicht zwangsläufig komplett aktiv mit dem Medium beaufschlagt, also aufgeblasen, werden, sondern kann sich mit

Umgebungsluft im Wesentlichen passiv füllen. Lediglich das kleinere Gesamtvolumen der Volumenelemente muss mit dem Medium beaufschlagt werden.

Damit erlaubt der Fachwerkbag zumindest die gleiche und vorteilhafte Abstützfunktion wie der erstgenannte Airbag mit dem Luftsack, wobei der Fachwerkbag aus den

beschriebenen Gründen noch schneller entfaltet und damit aktiviert werden kann. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass der Fachwerkbag bei gleicher Aktivierungszeit einen größeren Stützbereich aufweisen bzw. einnehmen kann als der Airbag mit dem großen, zusammenhängenden Luftsack. Die erfindungsgemäße Ventileinrichtung ist ebenfalls bei jedweder anderweitigen Form von Airbag oder Anwendung bei der eine Ventileinrichtung vonnöten ist, ohne weiteres einsetzbar.

Der Fachwerkbag weist zum Beispiel eine Hülle, insbesondere eine Gewebehülle, auf, mittels welcher die Fachwerkstruktur verkleidet ist, wodurch der genannte Innenraum sowohl von der Fachwerkstruktur als auch von der Hülle begrenzt ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Hülle die erfindungsgemäße Ventileinrichtung aufweist bzw. die Hülle zumindest bereichsweise durch die erfindungsgemäße Ventileinrichtung gebildet ist. Dadurch kann eine besonders große Menge bzw. Masse des Mediums, insbesondere Umgebungsluft, in besonders kurzer Zeit in den von der Fachwerkstruktur und der Hülle begrenzten Innenraum einströmen, was eine sehr gute Stützfunktion für die Insassen des Kraftwagens gewährleistet. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Textillagenbereich über einen Koppelbereich mit der Textillage verbunden, wobei der Koppelbereich durch eine Fadenanordnung gebildet ist. Dadurch ist ein Fadenventil dargestellt, welches nicht nur den genannten Vorteil bietet, dass eine große Masse des Mediums in besonders kurzer Zeit durch die Ventileinrichtung strömbar ist, sondern die erfindungsgemäße

Ventileinrichtung weist auch eine geringe Komplexität und damit eine hohe Robustheit sowie geringe Kosten auf. Insbesondere die hohe Robustheit verleiht der

erfindungsgemäßen Ventileinrichtung eine hohe Funktionssicherheit, welche dem Schutz der Insassen des Kraftwagens um ein Weiteres zuträglich ist.

Ist die erfindungsgemäße Ventileinrichtung also beispielsweise als gewebtes Fadenventil ausgebildet, so ist sie auch deswegen kostengünstig in ihrer Herstellung, da die

Ventilfunktion des Fadenventils in einen Webprozess zu dessen Herstellung direkt integriert ist.

Weiterhin bietet die erfindungsgemäße Ventileinrichtung im Zusammenhang mit einem Airbag, welcher einen Luftsack umfasst, den Vorteil, dass sowohl der Luftsack sowie ein notwendiges Ventil durch die Ventileinrichtung und damit aus dem gleichen bzw. dem selben Werkstoff hergestellt werden können, was eine einfache Entsorgung des Airbags bzw. der erfindungsgemäßen Ventileinrichtung ermöglicht. Probleme hinsichtlich dieser Entsorgung und einer Umweltverträglichkeit des Airbags bzw. der erfindungsgemäßen Ventileinrichtung durch einen Materialmix sind vermieden. Dies hält die

Entsorgungskosten gering.

Sind der Textillagenbereich und der Textillage einstückig miteinander ausgebildet, so bedeutet dies eine weitere Vereinfachung und damit Kostenreduzierung der Herstellung der erfindungsgemäßen Ventileinrichtung.

Zur Darstellung der genannten Schließstellung und Durchlassstellung ist der

Textillagenbereich beispielsweise zumindest im Wesentlichen senkrecht zur

Durchtrittsöffnung, also senkrecht zu einer durch die Textillage gebildeten Ebene, zwischen der Durchlassstellung und der Schließstellung bewegbar.

Ebenso möglicht ist, dass der Textillagenbereich um eine Schwenkachse zwischen der Durchlassstellung und der Schließstellung schwenkbar ist, wobei diese Schwenkachse beispielsweise in der durch die Textillage gebildeten Ebene liegt oder zumindest im Wesentlichen parallel zu ihr verläuft. Die Schwenkachse ist dabei beispielsweise durch eine Fadenanordnung gebildet. In jeglicher Hinsicht erlaubt die erfindungsgemäße Ventileinrichtung eine schnelle Änderung ihres Zustands von der Schließstellung in die Durchlassstellung bzw. umgekehrt zur Realisierung der beschriebenen sehr guten Schutzfunktion.

Vorteilhafterweise ist zumindest eine Fadenanordnung vorgesehen, welche

beispielsweise zumindest einen Textilfaden umfasst, mittels welcher der

Textillagenbereich bei einem Bewegen von der Durchlassstellung in die Schließstellung gegen ein Überschreiten der Schließstellung, also gegen ein Durchschlagen, gesichert ist. Dies bedeutet eine weitere Verbesserung der Robustheit und der Funktionserfüllung der erfindungsgemäßen Ventileinrichtung.

Zur Erfindung gehört auch ein Airbag, also eine mit einem gasförmigen Medium

beaufschlagbare Schutzeinrichtung, für einen Kraftwagen mit zumindest einer

erfindungsgemäßen Ventileinrichtung. Vorteilhafte Ausgestaltungen der

erfindungsgemäßen Ventileinrichtung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Airbags und umgekehrt anzusehen. Wie bereits angedeutet, weist der Airbag dabei den beschriebenen, großen und zusammenhängenden Luftsack auf oder ist als Fachwerkbag mit der beschriebenen Fachwerkstruktur ausgebildet.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und

Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegeben Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform der

erfindungsgemäßen Ventileinrichtung in einer ersten Phase ihres

Herstellungsprozesses;

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht der Ventileinrichtung gemäß Fig. 1 in einer zweiten Phase ihres Herstellungsprozesses; Fig. 3 eine schematische Schnittansicht der fertig hergestellten Ventileinrichtung gemäß den vorhergehenden Figuren in einer Durchlassstellung;

Fig. 4 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der

erfindungsgemäßen Ventileinrichtung in einer ersten Phase ihres

Herstellungsprozesses;

Fig. 5 eine schematische Schnittansicht der Ventileinrichtung gemäß Fig. 4 in einer zweiten Phase ihres Herstellungsprozesses; und

Fig. 6 eine schematische Schnittansicht der fertig hergestellten Ventileinrichtung gemäß den Figuren 4 und 5 in einer Durchlassstellung.

Die Fig. 1 zeigt eine Ventileinrichtung 10 für ein Medium, insbesondere für ein

gasförmiges Medium eines Airbags, mit einer Textillage 12, welche aus einer Mehrzahl von bezüglich der Darstellung in Fig. 1 quer verlaufenden Querfäden 14 und

zusammengehörenden, längs verlaufenden und einen Fadenstrang bildenden Längsfäden 16 gebildet ist. Die Querfäden sind in Längsrichtung gemäß einem Richtungspfeil 18 nebeneinander angeordnet. Analoges gilt für Fadenstränge aus den Längsfäden 16, die ebenfalls gemäß einem Richtungspfeil 20 nebeneinander angeordnet sind zur Darstellung der Textillage 12, wodurch also ein Gewebe durch Verweben der Fadenstränge mit den Querfäden14 gebildet ist.

Die Textillage 12 weist eine Durchtrittsöffnung 22 auf, welche in einer Schließstellung der Ventileinrichtung 10 von einem korrespondierenden Textillagenbereich 24 verschlossen ist, was gemäß Fig. 2 dargestellt ist, und in einer zumindest temporären Durchlassstellung der Ventileinrichtung 10 geöffnet ist, was gemäß Fig. 3 dargestellt ist. Die Fig. 1 zeigt die Ventileinrichtung 10 in einer ersten Webphase ihres Herstellungsprozesses, in welchem die Textillage 12 und der Textillagenbereich 22 einstückig durch gemeinsame Querfäden 14 und Längsfäden 16 ausgebildet werden. Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, sind

Bereiche 26 und 28 vorgesehen, in welchen zwischen benachbarten Querfäden 14 ein größerer Abstand in Längsrichtung gemäß dem Richtungspfeil 18 vorgesehen ist, als in den übrigen Bereichen der Textillage 12. Dieser Abstand wird dabei durch die Längsfäden 16 überbrückt. Die Fig. 2 zeigt die Ventileinrichtung 10 in einer zweiten Webphase ihres

Herstellungsprozesses, wobei neben der Durchgangsöffnung 22 eine zweite

Durchgangsöffnung 22' der Textillage 12 gezeigt ist, die analog zum Textillagenbereich 24 von einem korrespondierenden Textillagenbereich 24' in der Schließstellung der

Ventileinrichtung 10 verschlossen und in der temporären Durchlassstellung der

Ventileinrichtung 10 geöffnet ist.

Wie in Zusammenschau mit Fig. 1 deutlich wird, sind nun die in Längsrichtung gemäß dem Richtungspfeil 18 voneinander weitere beabstandeten Querfäden 14 aufeinander zu bewegt, also zusammengezogen, wobei der besagte Abstand in den Bereichen 26 und 28 überkompensiert ist, so dass sich die Textillage 12 und die Textillagenbereiche 24 und 24' bereichsweise überlappen. Die in den Bereichen 26 und 28 den besagten Abstand überbrückenden Längsfäden 16 weisen allerdings die gleiche Länge auf, die zur

Überbrückung des Abstandes vonnöten ist bzw. war und bilden aufgrund des

Zusammenziehens Schlaufen 30 und 32 bzw. 30' und 32', welche ein Bewegen der Textillagenbereiche 24 und 24' von der Offenstellung in die Durchlassstellung

ermöglichen, was anhand der Fig. 3 dargestellt ist.

Die Fig. 3 zeigt die Ventileinrichtung 10 in ihrer Offenstellung, in welcher die

Durchtrittsöffnungen 22 und 22' gemäß Richtungspfeilen 34 von dem Medium, insbesondere Luft, durchströmbar sind, wodurch beispielsweise der genannte Airbag bzw. ein Luftsack dieses Airbags oder auch ein durch den Airbag gebildeter Innenraum mit dem Medium in besonders kurzer Zeit und mit einer großen Masse bzw. Menge des Mediums gefüllt werden kann. In dieser Offenstellung sind die gemäß Fig. 2 entspannten Schlaufen 30 und 32 bzw. 30' und 32' des jeweiligen Textillagenbereichs 24 bzw. 24' gespannt, wodurch die Textillagenbereiche 20 und 22' senkrecht zu der Textillage 12 und damit senkrecht sowohl zur Längsrichtung gemäß dem Richtungspfeil 18 als auch zu der Querrichtung gemäß dem Richtungspfeil 20 von der Textillage 12 beabstandet sind. Die die Textillagenbereiche 22 bzw. 22' mit der Textillage 12 koppelnden Schlaufen 30 und 32 bzw. 30' und 32' stellen somit Koppelbereiche dar, welche durch jeweilige

Fadenanordnungen gebildet sind, die die Längsfäden 16 umfassen.

Die Figuren 4 bis 6 zeigen eine alternative Ausführungsform der Ventileinrichtung 10, wobei der die Durchgangsöffnung 22 verschließende und öffnende Textillagenbereich 24 als Klappe ausgebildet ist, die scharnierartig um eine Schwenkachse 36 zwischen der Offenstellung und der Durchlassstellung schwenkbar ist. Analog zu der Fig. 1 wird zunächst gemäß Fig. 4 die Textillage 12 einstückig mit dem Textillagenbereich 24 durch die entsprechenden Querfäden 14 und die Längsfäden 16 ausgebildet. Dabei ist wiederum der Bereich 26 vorgesehen, in welchem die benachbarten Querfäden 14 weiter in Längsrichtung gemäß dem Richtungspfeil 18 voneinander beabstandet sind als die übrigen Querfäden 14, wobei dieser Abstand wiederum durch die Längsfäden 16 überbrückt ist. Dies stellt eine erste Webphase des Herstellungsprozesses dar.

Fig. 5 zeigt die Ventileinrichtung 10 gemäß den Figuren 4 bis 6 in einer zweiten

Webphase ihres Herstellungsprozesses, in welchem der Abstand im Bereich 26 verkürzt ist und sich der Textillagenbereich 24 und die Textillage 12 bereichsweise überlappen. Daraus resultiert wiederum eine Bildung der Schlaufe 30, die gemäß Fig. 5 in ihrer entspannten Lage dargestellt ist. Sind die Querfäden 14 in der Regel und wie gewünscht changierend von den Längsfäden 16 umschlungen und somit mit diesen verwebt, so ist eine Scharnierfunktion des Textillagenbereichs 24, also dessen Schwenkbarkeit um die Schwenkachse 36 derart dargestellt, dass im Bereich der Schwenkachse 36 zwei Querfäden 14 nicht changierend, also abwechselnd sondern gemeinsam von den Längsfäden 16 umschlungen sind. Das bedeutet also, dass zwischen ihnen keine Längsfäden 16 verlaufen, wie es bei den übrigen Querfäden 14 der Fall ist. Es ist auch möglich, mehr als zwei Querfäden 14 derart zusammenzufassen.

Die besagte Scharnierfunktion des Textillagenbereichs 24 ist dabei anhand der Fig. 6 dargestellt, in welcher die VentileinrichtungIO ihre Durchlassstellung einnimmt, in welcher sie bzw. die Durchtrittsöffnung 22 gemäß dem Richtungspfeil 34 von dem Medium durchströmbar ist. Der Textillagenbereich 24 stellt dabei einen biegeschlaffen

Gewebestreifen dar, der im Vergleich zur Textillage 12 dünner und weniger steif ausgebildet ist, wobei es sich bei der Textillage 12 um einen dicken, steifen

Gewebestreifen handelt.

Wie der Fig. 6 deutlich zu entnehmen ist, ist ein Längsfaden 16 als Zugfaden 38 vorgesehen, welcher als Durchschlagssicherung des als Klappe fungierenden

Textillagenbereichs 24 fungiert, wodurch sich also der Textillagenbereich 24 nicht weiter als die in der Fig. 5 gezeigte Schließstellung bewegen kann. Durch die Herstellung der Textillage 12 und des Textillagenbereichs 24 und eine so dargestellte Gewebeherstellung wird eine, Struktur erzielt, bei der diese textile Struktur durch zentrales Öffnen in eine Richtung undurchlässig für das Medium ist und in eine entgegengesetzte Richtung durchlässig. Die Ventileinrichtung 10 gemäß den Figuren 1 bis 3 weist beispielsweise eine Beschichtung auf, um die Undurchlässigkeit der Textillage 12 sowie der Textillagenbereiche 22 und 22' zu erzielen, um damit wiederum einen anderweitigen Luftdurchtritt als durch die Luftdurchtrittsöffnungen 22 und 22' zu vermeiden.

Bei der Ventileinrichtung 10 gemäß den Figuren 4 bis 6 ist durch einen Webprozess zur Herstellung der Ventileinrichtung 10 gemäß den Figuren 4 bis 6 eine Struktur geschaffen, bei der die gewebeartige Ventileinrichtung 10 klappenartige Textillagenbereiche 24 aufweist, mittels welchen korrespondierenden Durchtrittsöffnungen 22 offenbar und schließbar sind. Somit ist ebenfalls in eine Richtung eine Durchlässigkeit für das Medium und in die entgegengesetzte Richtung eine Undurchlässigkeit ermöglicht, wobei gewebeintegrierte Fäden wie der Zugfaden 38 das Durchschlagen des klappenartigen Textillagenbereichs 24 verhindern.