Gewebe

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gewebe mit Kettfaden und Schussfaden, mit einer wenigstens an einer Gewebeseite angebrachten Hitzeschutzeinrichtung.

In Personenrückhaltesystemen für Kraftfahrzeuge werden Airbagsysteme eingesetzt, in welchen Airbags Verwendung finden, welche unter anderem auch mit Heißgasgeneratoren ausgerüstet sind, um die Airbags mit Gas zu beftillen und damit aufzublasen. Dabei werden Treibgase mit Temperaturen bis zu 1.000 °C in den Airbag eingebracht, die dabei teilweise auch mit annähernd diesen Temperaturen mit dem Airbaggewebe in Berührung kommen. Dies hat zur Folge, dass das Gewebe des Airbags derzeit ganz oder teilweise so konstruiert wird, dass es diese Temperaturen unbeschadet überstehen kann, d. h. zum Beispiel, dass derartige Gewebe eine so hohe Wärmekapazität haben, dass sie nicht durchbrennen können oder dass sie durch eine entsprechende Beschichtung als Hitzeschutzeinrichtung gegen das Durchbrennen geschützt sind.

Bei aus einem Stück gewebten Airbags, sogenannten OPW-Bags, können derartige hitze- kapazitätserhöhenden Maßnahmen nur von außen angebracht werden. Soll ein Hitzeschutz in bestimmten Zonen erreicht werden, sind zusätzliche Fertigungsschritte, wie Beschichten, Einnähen oder Patchen und dergleichen erforderlich.

Hitzeschutzeinrichtungen, welche an einem einzelnen Airbag angebracht werden, erfordern eine zusätzliche Stückkontrolle hinsichtlich ihrer Ausführungsqualität, was zusätzliche Kosten bedeutet. Werden Airbags grundsätzlich durch Einsatz dickerer Garne, beispielsweise dtex 700, hergestellt, um hierdurch hitzebeständiger zu werden, ist mehr Bauraum im Fahrzeug

erforderlich, was ebenfalls zur Steigerung der Kosten führt. Daneben ist hierbei eine zusätzli che Silikonbeschichtung zum Zweck der Isolierung teilweise erforderlich.

Wird entsprechend der erforderlichen Wärmekapazität für die gesamte Airbagkonstruktion mehr Materialmasse eingesetzt als bei konventionellen Airbags, für die die übrigen technischen Parameter ansonsten nicht notwendig wären, entstehen ebenfalls wesentlich höhere Kosten.

Die aus dem deutschen Patent 101 15 890 bekannte sogenannte Stickschusstechnologie schlägt vor, zur Steigerung der mechanischen als auch der thermischen Festigkeit und damit zur Vermeidung von Luftsackrissen in gewünschten Luftsackpositionen in dem Gewebe Schussfäden einer bestimmten Stärke nur über bestimmte Kettfadenlängenbereiche einzutragen, insbesondere Schussfäden mit einer höheren zweiten Garnstärke bei unveränderter Schussdichte einzutragen oder gar Schussfäden einer höheren dritten Garnstärke einzuweben. Diese Methode erbringt nicht in jedem Fall den gewünschten Erfolg in zufriedenstellender Art und Weise.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gewebe mit einer wenigstens an einer Gewebeseite angebrachten Hitzeschutzeinrichtung vorzuschlagen, mit der die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermieden oder zumindest stark eingeschränkt werden.

Die Aufgabe wird gelöst mit einem Gewebe gemäß Anspruch 1. Vorteilhafterweise kann ein solches Gewebe schon während des Webprozesses eine Hitzeschutzeinrichtung erhalten. Das Gewebe selbst kann aus feintitrigen Garnen konstruiert werden, und sofern das Gewebe für einen Airbag eingesetzt wird, bei dem mehrere Lagen zusammengenäht werden, so ergibt sich aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung des Gewebes, dass ein Nähfaden nach wie vor fest im Grundgewebe verankert bleibt. Einstichstellen werden durch die Konstruktion der Hitzeschutzeinrichtung abgedeckt und können damit nicht aufgedehnt werden. Hierdurch behält ein derartig hergestellter Airbag durch die gesamte Verlaufszeit seines Einsatzes seine erforderlichen Qualitätsmerkmale.

Des Weiteren ergibt sich durch das erfindungsgemäße Gewebe der Vorteil, dass ein zusätzliches aufwendiges Anbringen von Hitzeschutzelementen nach der Herstellung des Gewebes am Airbag entfällt. Eine für den Fall eines Airbags erforderliche Gewebekonstruktion kann je nach spezifischen Anforderungen des für eine Modulmontage beabsichtigten Generators berücksichtigen, wobei in einem Herstellungsgang, nämlich dem Weben, Bindung, Fadenfolge

und/oder Fadenstärke sowie Material (z. B. Polymer) für die Hitzeschutzeinrichtung ausgewählt werden können. Die als Hitzeschutzeinrichtung fungierenden eingewebten Opferfäden bilden bei Beaufschlagung des Gewebes mit heißen Fluiden eine Schutzbarriere und schützen das eigentliche Gewebe vor dem thermischen Angriff, wobei sie selbst möglicherweise zerstört werden; daher der Begriff Opferfäden. Das erfindungsgemäße Gewebe besteht damit gleichsam aus einem Grundgewebe, vorzugsweise einer Konstruktion in Leinwand 1/1- Bindung und einem wenigstens an einer Gewebeseite angebrachten, aus Opferfäden bestehenden Opfergewebe, welches die Hitzeschutzeinrichtung repräsentiert.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können die streckenweise über das Gewebe flottierenden Opferfäden als Schussfäden ausgebildet werden. Bei dieser vereinfachten Verfahrensweise hat die Auswahl der Opferfäden auf die Auswahl der Kettfäden keinen Einfluss. In einer Weiterbildung des erfϊndungsgemäßen Gewebes weist dieses auch Opferkettfäden auf, welche streckenweise sowohl über die Schussfäden als auch über die Kettfäden des Grundgewebes flottieren. Dies hat den besonderen Vorteil, dass es sich bei dieser Konstruktion tatsächlich um ein eigenes Opfergewebe handelt, welches aus eingewebten Kett- und Schussopferfäden besteht und punktuell am Grundgewebe "angewebt" ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist das Gewebe als zweitägiges Gewebe mit einem Obergewebe und einem Untergewebe ausgebildet, wobei die Hitzeschutzeinrichtungen des Obergewebes und des Untergewebes jeweils zueinander zeigend angeordnet sind. Diese Konstruktion ist nun ganz besonders für den Einsatz in in einem Stück gewebten Airbags, sogenannten OPW-Airbags von Vorteil. Hierin sind stets zweilagige Gewebebereiche mit einem Untergewebe und einem Obergewebe angeordnet, die stellenweise in einlagige Bereiche übergehen oder selbst noch einmal in mehrlagige Bereiche "aufgezweigt" werden. Die Konstruktion eines viellagigen OPW-Airbags als solche ist dem Fachmann bekannt und wird deshalb an dieser Stelle nicht mehr besonders ausgeführt. Es zeigt sich jedoch dem Fachmann an dieser Stelle auch ganz besonders die Wertigkeit der vorliegenden Erfindung, mit der nämlich zum ersten Mal überhaupt ein OPW-Airbag im Innenbereich durch Einweben einer durch Opferfaden realisierten Hitzeschutzeinrichtung sozusagen "beschichtet" wird. Selbstverständlich gehört es mit zum Umfang der vorliegenden Erfindung, spezielle, besonders hitzebeständige Opferfäden einzusetzen, um als Hitzeschutzeinrichtung die erforderliche Widerstandsfähigkeit gegenüber thermischen Angriffen mitzubringen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist das Gewebe mit eingewebten Opferfäden ausgeführt die nicht-runde Querschnitte haben. Mit dem erfindungsgemäßen

Gewebe sowie mit dem erfindungsgemäßen Airbag lässt sich, insbesondere durch die letztgenannte Ausführung mit eingewebten Opferfäden mit nicht-runden Querschnitten, der vorteilhafte Effekt erzielen, dass sich bei Druckbeaufschlagung eines daraus gebildeten Luftsackes bzw. Airbags das Opfergewebe an die benachbarte Gewebelage dichtend anlegt und sich hierbei die Permeabilität des Gewebes - in Abhängigkeit von der Druckbeaufschlagung - ändert.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung des Innendrucks in einem Airbag vorgeschlagen, das gekennzeichnet ist durch Verwendung eines Gewebes nach einem der Ansprüche 1 bis 9 für die Wandung des Airbags, wobei die Luftdurchlässigkeit (LD) in Abhängigkeit von der Druckbelastung im Airbag gesteuert wird.

In einer anderen vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Luftdurchlässigkeit (LD) zur Steuerung bei anwachsendem Luftsack- Innendruck abgesenkt wird.

Damit lässt sich bei Verwendung des erfindungsgemäßen Gewebes ein Luftsack mit variabler bzw. belastungsäquivalenter Lufitdurchlässigkeit (LD) oder entsprechender Permeabilität schaffen, bei dem die Permeabilität bei niedrigem Innendruck hoch ist und mit anwachsendem Luftsack-Innendruck sinkt, da das Gewebe sich bei anwachsendem Druck "schließt", bzw. da die sich bei Druckbelastung erweiternden Gewebeporen durch Andrücken der Opferfaden geschlossen werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist das Gewebe mit Opferfäden ausgeführt, die flache, dreieckige, vieleckige, bändchenformige oder ovale Querschnitte haben. Dies vereinfacht die individuelle Anpassung des Gewebes an geforderte dynamische Permeabilitätseigenschaften.

Weitere besondere Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Der bereits angesprochene Einsatz des erfindungsgemäßen Gewebes in Airbags für Kraftfahrzeuge und die damit vorhergehenden Vorteile wurden im bisher Gesagten besonders betont.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung kurz beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines OPW-Gewebes im Schnitt mit Stickschuss in Atlasbindung und L 1/1 -Grundbindung.

Fig. 2 zeigt die schematische Darstellung eines Schnittbildes eines Flachgewebes mit Stickschuss in Atlasbindung und L 1/1-Grundbindung.

Fig. 3 zeigt eine Bindungspatrone und eine schematische Darstellung eines Schnittbildes eines L 1/1 -Flachgewebes mit einem Opfergewebe, bestehend aus Kett- und

Schussatlas. Fig. 4 zeigt schematisch einen Seitencurtainairbag für Kraftfahrzeuge, ausgeführt als OPW-

Bag mit der besonderen Anordnung einer Opferschicht in einem ausgewählten Bereich des Airbags.

Fig. 2 zeigt ausschnittsweise das Schnittbild eines Flachgewebes 2 mit Kettfäden 21 und 22 sowie mit Schussfäden Sl, S2 und OSS. Die Kettfäden sind regelmäßig als kleine Kreise dargestellt. Die Schussfäden sind regelmäßig als durchgezogene Linien gezeichnet. Dem Fachmann ist diese Darstellungsweise geläufig. Sie gilt für die gesamte hier vorliegende Beschreibung. In Fig. 2 ist gut zu erkennen, dass der Opferstickschuss OSS nur zur einen - in dieser Darstellung der oberen - Gewebeseite des Gewebes 2 zeigt. Selbstverständlich ist in dem hier gezeigten schematischen Schnittbild nur eine Abfolge der Schussfäden Sl, S2 und OSS gezeigt. Die sich immer wieder wiederholende Schussfolge ergibt schlussendlich das Gewebe und damit parallel liegende Opferschussfäden OSS als Schutzeinrichtung vor dem eigentlichen Gewebe 2. Gemäß Fig. 2 besteht also die sogenannte Opferschicht aus den Opferstickschussfäden OSS, als Schutzatlas eingebracht nach der Stickschusstechnologie (siehe oben). L 1/1 -Flachgewebe bedeutet "Flachgewebe in Leinwandbindung mit Schussfolge 1 :1".

In der schematischen Darstellung gemäß Fig. 3 ist im unteren Teil wieder ein Schnittbild eines L 1/1-Flachgewebes mit einem Opfergewebe, bestehend aus Kett- und Schussatlas, zu erkennen. Das Opfergewebe ergibt sich aus den Schussfäden OSSl bis 0SS8 sowie den Opferkettfäden 031, deren Abbindungspunkte mit dem Grundgewebe hier auch als kleine Kreise dargestellt sind. Zum Grundgewebe 3 gehören Schussfäden 3Sl und 3S2 sowie die der übersicht halber nur teilweise indizierten Kettfäden 332.

Das schematische Schnittbild gemäß Fig. 3 berücksichtigt aus Darstellungsgründen nur das untere Viertel der Kett- und Schussfäden der in der darüber gezeichneten Bindungspatrone.

Da sich das System jedoch analog wiederholt, ist diese Darstellung für den Fachmann klar nachzuvollziehen.

Gewebt wird im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 in der Kettfolge 2:1 und in der Schussfolge 1:1.

X in der Patrone bezeichnet einen Abbindepunkt eines Opferstickschusses und bedeutet eine Kettfadenhebung.

O bezeichnet einen Abbindepunkt einer Opferkette, was eine Kettsenkung bei dem L 1/1- Schuss des Grundgewebes bedeutet.

Ein schwarzes ausgefülltes Quadrat in der Patrone gemäß Fig. 3 bedeutet eine Ketthebung, ein weißes oder unausgefülltes Quadrat bedeutet eine Kettsenkung. Strömt nun in Richtung des dick markierten Pfeiles G ein heißes Generatorgas auf das in Fig. 3 schematisch dargestellte Gewebe 3, so arbeitet das vor das Grundgewebe, bestehend aus Schussfäden 3Sl bis 3S8 und Kettfäden 332, "vorgehängte" Atlasgewebe aus Opferfäden OSSl bis OSS8 und 031 als Hitzeschutzeinrichtung in Form eines Opfergewebes. Das Grundgewebe wird also durch die aus den genannten Opferfäden gebildete Hitzeschutzeinrichtung geschützt.

Fig. 1 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung als schematische Darstellung eines OPW-Gewebes im Schnitt, mit Stickschuss in Atlasbindung und Leinwand 1/1 -Grundbindung. Das Obergewebe OG besteht aus Schussfäden Ol und 02 sowie Opfer- stickschuss SO, welcher zum Opferstickschuss SU des Untergewebes UG zeigt, welches als Grundgewebe aus den Schussfäden Ul und U2 gebildet ist. Die zueinander zeigenden, über die Kettfäden KO und KU streckenweise flottierenden Opferfäden SO und SU, welche die jeweilige Hitzeschutzeinrichtung des Obergewebes und des Untergewebes darstellen, sind in Fig. 1 gut zu erkennen. Zwischen den beiden Hitzeschutzeinrichtungen ist mit den Buchstaben G qualitativ versinnbildlicht, dass dies die "Aktionsstellen" eines Generatorgases mit sehr hoher Temperatur sind, welches das Obergewebe und das Untergewebe angreifen würde, würden diese nicht jeweils durch die Stickschussopferfäden SO und SU geschützt werden.

Fig. 4 zeigt schematisch eine Ausbildung eines mit dem erfindungsgemäßen Gewebe ausgestatteten Seitenvorhangairbags 4, wobei in einem besonderen Bereich OS des Airbags 4 ein erfindungsgemäßes Gewebe eingesetzt ist. Die Konfiguration gemäß Fig. 4 bezieht sich

beispielhaft auf Seitenvorhangairbags, ausgeführt als OPW-Bags, mit sogenanntem Mittelmo dul, bei dem aus Richtung des Pfeils G Generatorgas in den Airbag geleitet wird.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung eines Gewebes ist das Einbringen zusätzlicher Materialmasse in Form einer punktuell mit dem eigentlichen Luftsackgewebe verbundenen oder teilweise in diesem eingearbeiteten separaten Gewebelage als Opfergewebe respektive Hitzeschutzeinrichtung möglich. Diese kann über die Stickschusstechnologie bindungstechnisch auch auf der Innenseite eines OPW-Luftsacks angeordnet sein. Vorteilhafterweise ergeben sich durch den Einsatz eines kostengünstigen Materials für das Opfergewebe der Hitzeschutzeinrichtung anstatt des Materials für den eigentlichen Luftsack erhebliche Kosteneinsparungen. Vorteilhaft ist das Anwenden der Stickschusstechnologie in der Bindung mehr als dreibindig, das webtechnische Anbringen einer Opferschicht im Innenbereich eines Doppelgewebes, die Herstellung eines Flachgewebes mit eingewebter Opferschicht, deren Abbinden mit dem Grundgewebe und untereinander bzw. teilweise ineinander erfolgt, und zwar als Bindung mehr als dreibindig (z. B. Köper, Atlas etc.) und/oder als Doppelgewebe in jeweils L 1/1 -Grundkonstruktion mit Abbindepunkten in Kett- und Schussrichtung mehr als dreibindig unter Einsatz der Stickschusstechnologie.

Insbesondere im Beispiel nach Fig. 4 betont, wird erfϊndungsgemäß das Einweben des Opferfadens im Schusswechsel nach der Stickschusstechnologie an den gemäß Design besonders hitzebelasteten Zonen (OS in mehr als dreibindigem Schussatlas) ausgeführt, wobei die Schussfolge 1:1, 1:2 oder höher, abhängig ist von Titer, Polymer und gewünschter Schutzwirkung.

Als Opferfaden wird grundsätzlich ein kostengünstiges Produkt eingesetzt, entweder mit einem Schmelzpunkt unter dem vom PA 6.6 (beispielsweise PP), um bei Hitzebelastung so viel Energie zu absorbieren, dass die Restenergie das Grundgewebe nicht schädigt, oder mit einem höheren Schmelzpunkt, um die Hitzekapazität zu erhöhen. Durch einen Schussatlas mit einer ungeraden Versatzzahl (bei einem L 1/1 -Grundgewebe) und mit einer Bindigkeit von größer 3 (z. B. achtbindig) wird eine Opferschicht auf einem nach wie vor symmetrischen Airbaggewebe gebildet (Fig. 3). Die Abbindepunkte der Stickschüsse aus Zusatzgarn (OSSl bis OS S 8) in dem L 1/1 -Grundgewebe sind in Anschlagrichtung so zu legen, dass ein gleich- bindiger Bindungspunkt mit dem jeweils vorrausgehenden Schussfaden des Grundgewebes gegeben ist.

Für Airbags, die aus Flachgewebe erzeugt bzw. "geschneidert" werden, ist das erfindungsgemäße Flachgewebe besonders von Vorteil, bespielsweise als Einsatz als Patch bzw. als Hitzeschutzeinrichtung. Hierbei wird der Opferfaden als Schussatlas in ein symmetrisches Grundgewebe (All-over-Anordnung) nach der Stickschusstechnologie eingebracht. Gemäß dem Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 4 ist ein L 1/1-Grundgewebe mit einem ebenfalls in L 1/1 abbindenden Opfergewebe dargestellt. Es handelt sich dabei um zwei Flachgewebe in Doppelgewebetechnik dergestalt verwebt, dass der Opferschussfaden, in der Stickschusstechnik eingetragen, im Schussatlas mit der Grundkette abbindet (X) und die Kette des Opfergewebes mit dem Schuss des Grundgewebes im Kettatlas (O) abbindet. Mit dieser Konstruktion ist es vorteilhafterweise möglich, besonders widerstandsfähige Hitzeschutzeinrichtungen herzustellen.

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